JP4734201B2

JP4734201B2 - Continuous casting method

Info

Publication number: JP4734201B2
Application number: JP2006236176A
Authority: JP
Inventors: 智伊藤; 正治佐藤; 泰次郎松井; 新一福永; 峰郎新妻
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2006-08-31
Filing date: 2006-08-31
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2026-08-31
Also published as: JP2008055472A

Description

本発明は、浸漬ノズルを予熱する予熱工程を含む連続鋳造方法に関する。 The present invention relates to a continuous casting how comprising preheating step for preheating the submerged nozzle.

従来、溶融金属を連続的に冷却凝固させて所定形状の鋳片を形成する連続鋳造方法が知られており、この連続鋳造方法では、浸漬ノズルを介してタンディッシュからモールド（水冷鋳型）内に溶融金属を注入する鋳造工程が実施される。 Conventionally, a continuous casting method is known in which molten metal is continuously cooled and solidified to form a slab of a predetermined shape. In this continuous casting method, a tundish is inserted into a mold (water-cooled mold) via an immersion nozzle. A casting process for injecting molten metal is performed.

浸漬ノズルは、タンディッシュの底部に取り付けられて、タンディッシュ内の溶融金属をノズル下端の吐出口よりモールド内に吐出するように構成されている。この浸漬ノズルは、下端側をモールド内の溶融金属中に浸漬させた状態で使用され、これにより、注入溶融金属の飛散を防止すると共に、注入溶融金属の大気との接触を防止して酸化を抑制している。また、浸漬ノズルは、整流化した状態で注入可能であるため、溶融金属に浮遊するスラグや非金属介在物などの不純物が溶融金属中へ巻き込まれることを防止している。結果、鋳片品質を改善できると共に、操業の安定性を確保できる。 The immersion nozzle is attached to the bottom of the tundish and is configured to discharge the molten metal in the tundish into the mold from the discharge port at the lower end of the nozzle. This immersion nozzle is used in a state where the lower end side is immersed in the molten metal in the mold, thereby preventing the injected molten metal from scattering and preventing the injected molten metal from contacting the atmosphere. Suppressed. Further, since the immersion nozzle can be injected in a rectified state, impurities such as slag and non-metallic inclusions floating in the molten metal are prevented from being caught in the molten metal. As a result, the slab quality can be improved and the operation stability can be secured.

ここで、上記鋳造工程では、浸漬ノズルの温度が低い場合、溶融金属の注入を開始する際に浸漬ノズルの割れや閉塞が起こったり、溶融金属上にスラグが十分に浮上せずに鋳片の品質が低下してしまう等の不具合が発生することがある。このため、浸漬ノズルを予熱しておくことで、溶融金属の注入を開始した際に浸漬ノズルに生じる温度差を減少させて、上記不具合の発生を防止することが考えられる。 Here, in the above casting process, when the temperature of the immersion nozzle is low, the immersion nozzle is cracked or clogged when the injection of the molten metal is started, or the slag does not sufficiently float on the molten metal. In some cases, the quality may be degraded. For this reason, by preheating the immersion nozzle, it is conceivable to reduce the temperature difference that occurs in the immersion nozzle when the injection of molten metal is started, thereby preventing the occurrence of the above-mentioned problems.

このような予熱法としては、例えば図５に示すように、バーナー１００をノズル上部開口から挿入して、ノズル内部に燃焼ガスを吹き付けるものが考えられる。
また、例えば、タンディッシュ予熱用の高温ガスにより、タンディッシュおよび浸漬ノズルを同時に予熱する方法も知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載の構成では、タンディッシュ底部に取り付けた浸漬ノズルの先端に、エジェクタ外筒が着脱自在に装着してある。このエジェクタ外筒は、浸漬ノズル内の流通路と交差する方向に高圧ガスを噴射可能とされており、この噴射によりタンディッシュ内の高温ガスが当該流通路内に吸引・流通するようになっている。 As such a preheating method, for example, as shown in FIG. 5, a burner 100 is inserted from the nozzle upper opening and combustion gas is blown into the nozzle.
In addition, for example, a method of simultaneously preheating the tundish and the immersion nozzle with a high-temperature gas for preheating tundish is also known (see, for example, Patent Document 1). In the configuration described in Patent Document 1, an ejector outer cylinder is detachably attached to the tip of an immersion nozzle attached to the tundish bottom. The ejector outer cylinder is capable of injecting high-pressure gas in a direction intersecting with the flow path in the immersion nozzle, and by this injection, the high-temperature gas in the tundish is sucked and circulated in the flow path. Yes.

特開昭５９−１７８１５７号公報JP 59-178157 A

ここで、予熱後、溶融金属注入開始時までの間に浸漬ノズルは放置され、この間、浸漬ノズルは外気により冷却されてしまう。特にノズル下端部は吐出口より空気が侵入して著しく冷却され、このため浸漬ノズルの上端側と下端側とで大きな温度差が発生してしまう。したがって、せっかく予熱工程で浸漬ノズルを予熱しても、鋳造工程において溶融金属を注入開始した際にノズル下端部が大きな熱応力を受け、割れなどの破損トラブルが発生してしまう場合がある。 Here, the immersion nozzle is left between preheating and the start of molten metal injection, and during this time, the immersion nozzle is cooled by the outside air. In particular, the lower end of the nozzle is remarkably cooled due to the ingress of air from the discharge port, so that a large temperature difference occurs between the upper end side and the lower end side of the immersion nozzle. Therefore, even if the immersion nozzle is preheated in the preheating process, the lower end of the nozzle is subjected to a large thermal stress when the molten metal is started to be injected in the casting process, and damage troubles such as cracks may occur.

これに対して、予熱後から鋳造開始時までの浸漬ノズルの冷却を防止するために、例えば、図５に示すバーナー１００で予熱する場合では、予め浸漬ノズルの外周面部の下端側を断熱材５４で被覆しておくことが考えられる。しかしながら、この場合、バーナー１００の燃焼ガスを排気するために、断熱材５４におけるノズルの吐出口に対応する部位に排気口５４１を形成しなければならず、予熱後は排気口５４１を介してノズル内部に外気が流入してしまう。このため、ノズル下端側の冷却を防ぎきれず、鋳造開始時の上記破損トラブルを解決できない。 On the other hand, in order to prevent cooling of the immersion nozzle from after preheating to the start of casting, for example, in the case of preheating with the burner 100 shown in FIG. It is conceivable to coat with. However, in this case, in order to exhaust the combustion gas of the burner 100, the exhaust port 541 must be formed in a portion of the heat insulating material 54 corresponding to the nozzle discharge port, and after preheating, the nozzle is connected via the exhaust port 541. Outside air flows into the interior. For this reason, cooling of the lower end side of the nozzle cannot be prevented, and the above-mentioned damage trouble at the start of casting cannot be solved.

一方、上記特許文献１に記載の構成では、浸漬ノズルの冷却を防止するために、エジェクタ外筒の内側は耐火物でコーティングしてあり、浸漬ノズルの外周部のうちエジェクタ外筒の装着部以外の部位には放熱防止用の耐熱材が巻かれている。しかしながら、予熱後はエジェクタ外筒を外すことになるため、予熱後から鋳造開始までの間に浸漬ノズルの下端側が外気に曝されてしまう。結局、このような構成においても、鋳造開始前までに吐出口から外気が流入するので、鋳造開始時の上記破損トラブルを解決できない。 On the other hand, in the configuration described in Patent Document 1, in order to prevent cooling of the immersion nozzle, the inside of the ejector outer cylinder is coated with a refractory material, and the outer periphery of the immersion nozzle other than the mounting portion of the ejector outer cylinder. A heat-resistant material for preventing heat dissipation is wound around this part. However, since the ejector outer cylinder is removed after preheating, the lower end side of the immersion nozzle is exposed to the outside air between the preheating and the start of casting. Eventually, even in such a configuration, since the outside air flows from the discharge port before the start of casting, the above-mentioned damage trouble at the start of casting cannot be solved.

本発明の目的は、鋳造工程開始時に浸漬ノズルが熱応力により破損することを防止できる連続鋳造方法を提供することにある。 An object of the present invention, the immersion nozzle during casting process start is to provide a continuous casting how that can be prevented from being damaged by thermal stress.

本発明は、予熱工程において、少なくとも浸漬ノズルの吐出口を断熱材で覆い、浸漬ノズルを高周波誘導加熱にて予熱することにより、予熱後鋳造開始時までにおける浸漬ノズルの冷却を防ぐことができる、との知見に基づいて案出されたものである。すなわち、本発明の要旨とすることころは以下の通りである。 In the preheating step, at least the discharge port of the immersion nozzle is covered with a heat insulating material in the preheating step, and the immersion nozzle is preheated by high frequency induction heating to prevent cooling of the immersion nozzle after preheating until the start of casting. It was devised based on the knowledge. That is, the gist of the present invention is as follows.

（１）本発明に係る連続鋳造方法は、底部にモールド注入用の浸漬ノズルが設けられたタンディッシュに溶融金属を投入して連続鋳造を行う連続鋳造方法であって、少なくとも前記浸漬ノズルの吐出口を断熱材で覆い、当該浸漬ノズルを高周波誘導加熱により予熱する予熱工程と、前記予熱工程にて予熱された前記浸漬ノズルを介して前記タンディッシュから前記モールドに溶融金属を注入する鋳造工程と、を備え、前記予熱工程では、第一の誘導加熱コイルの内周側に前記浸漬ノズルを配設し、さらに、前記浸漬ノズルの上部開口より第二の誘導加熱コイルを挿入した状態で、当該第一および第二の誘導加熱コイルに高周波の誘導電流を印加することにより前記浸漬ノズルを予熱することを特徴とする。
このような発明によれば、第一の誘導加熱コイルにて浸漬ノズルの外側から加熱し、か
つ、第二の誘導加熱コイルにて浸漬ノズルの内側から加熱することで、浸漬ノズルの予熱
効率を向上でき、短時間で確実に予熱を完了させることができる。したがって、連続鋳造
の全操業時間を短縮できる。 (1) A continuous casting method according to the present invention is a continuous casting method in which molten metal is poured into a tundish provided with an immersion nozzle for mold injection at the bottom, and continuous casting is performed. A preheating step of covering the outlet with a heat insulating material and preheating the immersion nozzle by high-frequency induction heating; a casting step of injecting molten metal from the tundish into the mold through the immersion nozzle preheated in the preheating step; In the preheating step, the immersion nozzle is disposed on the inner peripheral side of the first induction heating coil, and the second induction heating coil is inserted from the upper opening of the immersion nozzle. The immersion nozzle is preheated by applying a high frequency induction current to the first and second induction heating coils .
According to such an invention, the first induction heating coil is heated from the outside of the immersion nozzle,
The preheating of the immersion nozzle by heating from the inside of the immersion nozzle with the second induction heating coil
Efficiency can be improved and preheating can be completed reliably in a short time. Therefore, continuous casting
Total operating time can be shortened.

断熱材としては、主としてＡｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系のセラミックファイバーを含んで構成された断熱材を使用することが好ましい。なお、当該セラミックファイバーの他にも、ＳｉＯ_２−ＭｇＯ質のセラミックファイバーや、Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２質の断熱キャスタブル等も使用できる。つまり、断熱材としては、断熱性を確保でき、かつ、鋳造工程の際には溶融金属の熱により溶解するもので、溶解物はスラグとなるものであればいずれでもよい。
また、断熱材は、浸漬ノズルの外周部全体を覆う状態に設けることが好ましいが、外周部の下半分を覆う状態など、少なくとも浸漬ノズルの吐出口を覆う状態に設ければいずれでもよい。
そして、断熱材の浸漬ノズルへの取付形態としては、上記セラミックファイバーをシート状に構成したものを袋状に成形し、これを浸漬ノズルの外周部に装着する構成が好ましいが、上記セラミックファイバーを浸漬ノズルの外周部に直接吹き付ける構成としてもよい。
また、予熱工程では浸漬ノズルをタンディッシュから取り外した状態、あるいは、浸漬ノズルをタンディッシュに取り付けた状態のいずれの状態で予熱しても構わない。 As the heat insulating material, it is preferable to use a heat insulating material mainly including an Al ₂ O ₃ —SiO ₂ based ceramic fiber. In addition to the ceramic fiber, a SiO ₂ —MgO-based ceramic fiber, an Al ₂ O ₃ —SiO ₂ -based heat insulating castable, or the like can also be used. That is, as the heat insulating material, any heat insulating property can be secured as long as the heat insulating property can be secured and the molten metal is melted by the heat of the molten metal, and the melted material becomes slag.
Moreover, although it is preferable to provide a heat insulating material in the state which covers the whole outer peripheral part of an immersion nozzle, any may be sufficient as long as it provides in the state which covers the discharge port of an immersion nozzle at least, such as the state which covers the lower half of an outer peripheral part.
And as a form of attachment of the heat insulating material to the immersion nozzle, a structure in which the ceramic fiber is formed into a sheet shape is formed into a bag shape, and this is attached to the outer peripheral portion of the immersion nozzle. It is good also as a structure sprayed directly on the outer peripheral part of an immersion nozzle.
In the preheating step, preheating may be performed in a state where the immersion nozzle is removed from the tundish or in a state where the immersion nozzle is attached to the tundish.

このような発明によれば、高周波誘導加熱により浸漬ノズルを予熱するので、図５に示すようなバーナー１００の燃焼ガスや、上記特許文献１のような高温ガスを吐出口から外部に排出する必要がなく、予熱開始時から鋳造開始時までの間、吐出口を断熱材にて覆うことができる。これにより、吐出口から外気が流入することを防止できるので、浸漬ノズルの下端側が冷却されることを防止できる。
そして、鋳造工程開始時には、浸漬ノズル内部は断熱材により保熱されているため、タンディッシュからの溶融金属がノズル内部を通過して吐出口から吐出する際に、浸漬ノズルが受ける熱応力を緩和でき、ノズルの破損を防止できる。しかも、吐出口部分の断熱材は、切目の有無に関わらず、溶融金属からの熱により溶解ないし溶融金属の吐出圧力により破けるので、断熱材が障害となることなく、吐出口から溶融金属を良好に吐出させることができる。 According to such an invention, since the immersion nozzle is preheated by high-frequency induction heating, it is necessary to discharge the combustion gas of the burner 100 as shown in FIG. The discharge port can be covered with a heat insulating material from the start of preheating to the start of casting. Thereby, since it can prevent that external air flows in from a discharge outlet, it can prevent that the lower end side of an immersion nozzle is cooled.
And at the start of the casting process, the inside of the immersion nozzle is heat-insulated by a heat insulating material, so the thermal stress applied to the immersion nozzle is alleviated when molten metal from the tundish passes through the nozzle and is discharged from the discharge port. This can prevent the nozzle from being damaged. Moreover, the heat insulating material at the discharge port portion is melted by the heat from the molten metal or broken by the discharge pressure of the molten metal regardless of the presence or absence of the cut, so that the molten metal can be removed from the discharge port without hindering the heat insulating material. It can be discharged satisfactorily.

（２）本発明に係る連続鋳造方法では、上記（１）に記載の連続鋳造方法において、前記断熱材には、前記浸漬ノズルの前記吐出口に応じた位置に切目が形成されていることが好ましい。
ここで、切目の形状としては、例えば浸漬ノズルの吐出口の形状が矩形である場合、吐出口の縁部のうち上辺を除く３辺に略沿うコ字形状とすることが、鋳造工程開始時に吐出口部分の断熱材が容易に開くようになり溶融金属の吐出がスムーズになる点で好ましい。 (2) In the continuous casting method according to the present invention, in the continuous casting method according to the above (1), a cut is formed in the heat insulating material at a position corresponding to the discharge port of the immersion nozzle. preferable.
Here, as the shape of the cut line, for example, when the shape of the discharge port of the immersion nozzle is rectangular, it is assumed that the U shape is substantially along the three sides excluding the upper side of the edge of the discharge port at the start of the casting process. This is preferable in that the heat insulating material at the discharge port portion can be easily opened and the molten metal can be discharged smoothly.

このような発明によれば、浸漬ノズルの吐出口を断熱材で覆っていても、断熱材に切目が形成されているので、鋳造工程開始時には、吐出口部分の断熱材が吐出口からの溶融金属の熱あるいは吐出圧力により当該切目から開くようになる。このため、鋳造工程開始時において、断熱材にて阻害されることなく、吐出口から溶融金属をスムーズに吐出させることができる。また、断熱材には切目が形成されているものの、ノズル内部に溶融金属が導入されるまでは吐出口部分の断熱材は容易に開くことはないため、予熱開始時から鋳造開始時までの間、ノズルの吐出口を断熱材で覆い続けることができる。したがって、予熱開始時から鋳造開始時までの間に浸漬ノズルが冷却されることを防止できると共に、鋳造工程を良好に行うことができる。 According to such an invention, even if the discharge port of the immersion nozzle is covered with the heat insulating material, the heat insulating material has a cut, so that at the start of the casting process, the heat insulating material at the discharge port portion melts from the discharge port. It opens from the cut by the heat of metal or discharge pressure. For this reason, the molten metal can be smoothly discharged from the discharge port without being obstructed by the heat insulating material at the start of the casting process. In addition, although the heat insulating material has a cut, the heat insulating material at the discharge port part does not easily open until the molten metal is introduced into the nozzle, so the time between the start of preheating and the start of casting The nozzle outlet can be continuously covered with a heat insulating material. Therefore, the immersion nozzle can be prevented from being cooled between the start of preheating and the start of casting, and the casting process can be performed well.

（３）本発明に係る連続鋳造方法では、上記（１）又は（２）に記載の連続鋳造方法において、前記浸漬ノズルの少なくとも一部がＦＣ（フリーカーボン）を含む耐火物にて形成されていることが好ましい。 ( 3 ) In the continuous casting method according to the present invention, in the continuous casting method according to the above (1) or (2) , at least a part of the immersion nozzle is formed of a refractory containing FC (free carbon). Preferably it is.

このような発明によれば、耐火物中にＦＣが存在することにより、高周波誘導加熱にて当該ＦＣを選択的に加熱でき、図５に示すバーナー１００にて予熱する場合に比べて、浸漬ノズルを均一に予熱できる。このため、鋳造工程開始時に浸漬ノズルが受ける熱応力をさらに緩和でき、ノズルの破損を確実に防止できる。
また、高周波誘導加熱によれば、従来のように燃焼ガスを使用せずに短時間で予熱を完了できるので、耐火物中のＦＣの消失が少なく、溶融金属によるノズル内周部の溶損速度を低減できる。 According to such an invention, since FC exists in the refractory, the FC can be selectively heated by high-frequency induction heating, and compared with the case of preheating with the burner 100 shown in FIG. Can be preheated uniformly. For this reason, the thermal stress which an immersion nozzle receives at the time of a casting process start can further be relieve | moderated, and the failure | damage of a nozzle can be prevented reliably.
In addition, according to high frequency induction heating, preheating can be completed in a short time without using combustion gas as in the prior art, so there is little disappearance of FC in the refractory, and the melting rate of the inner periphery of the nozzle due to molten metal Can be reduced.

（４）本発明に係る連続鋳造方法では、上記（３）に記載の連続鋳造方法において、前記浸漬ノズルは、溶融金属が流通するノズル内周部を形成する内層、および、前記内層の外側を被覆する状態に積層形成された外層からなる２層構造となっており、前記外層のみ、または前記外層および前記内層の双方が、ＦＣを含む耐火物にて形成されていることが好ましい。 ( 4 ) In the continuous casting method according to the present invention, in the continuous casting method according to ( 3 ) above, the immersion nozzle includes an inner layer that forms a nozzle inner peripheral portion through which molten metal flows, and an outer side of the inner layer. It is preferably a two-layer structure composed of outer layers laminated and formed in a covering state, and only the outer layer or both the outer layer and the inner layer are formed of a refractory containing FC.

このような発明によれば、高周波誘導加熱により外層を選択的に加熱することで、あるいは外層および内層の双方を加熱することで、ノズル全体を均一に予熱することができる。したがって、鋳造工程開始時において、浸漬ノズルを介してモールド内に溶融金属を注入する際に、浸漬ノズルが受ける熱応力をさらに緩和でき、ノズルの折損や割れなどの不具合の発生頻度をさらに低減できる。 According to such an invention, the entire nozzle can be preheated uniformly by selectively heating the outer layer by high-frequency induction heating or by heating both the outer layer and the inner layer. Therefore, when injecting molten metal into the mold through the immersion nozzle at the start of the casting process, the thermal stress applied to the immersion nozzle can be further relaxed, and the frequency of occurrence of problems such as breakage and cracking of the nozzle can be further reduced. .

本発明によれば、高周波誘導加熱により浸漬ノズルを予熱するので、燃焼ガス等を吐出口から排気する必要がなく、予熱開始時から鋳造開始時までの間、吐出口を断熱材にて覆うことができる。これにより、吐出口からの外気の流入により浸漬ノズルが冷却されることを防止でき、鋳造工程開始時に浸漬ノズルが熱応力により破損することを防止できる。 According to the present invention, since the immersion nozzle is preheated by high frequency induction heating, it is not necessary to exhaust combustion gas or the like from the discharge port, and the discharge port is covered with a heat insulating material from the start of preheating to the start of casting. Can do. Thereby, it is possible to prevent the immersion nozzle from being cooled by the inflow of outside air from the discharge port, and it is possible to prevent the immersion nozzle from being damaged by thermal stress at the start of the casting process.

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
〔連続鋳造機の概略構成〕
図１に本実施形態における連続鋳造機の概略構成を示す。図１において、１は連続鋳造機であって、この連続鋳造機１は、溶鋼を連続的に冷却凝固させて、所定形状の鋳片を鋳造するものである。このような連続鋳造機１は、取鍋２と、ロングノズル３と、タンディッシュ４と、複数の浸漬ノズル５と、複数のモールド６とを備えている。なお、図１では、浸漬ノズル５およびモールド６をそれぞれ１つだけ図示している。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Schematic configuration of continuous casting machine]
FIG. 1 shows a schematic configuration of a continuous casting machine in the present embodiment. In FIG. 1, 1 is a continuous casting machine. This continuous casting machine 1 continuously cools and solidifies molten steel to cast a slab of a predetermined shape. Such a continuous casting machine 1 includes a ladle 2, a long nozzle 3, a tundish 4, a plurality of immersion nozzles 5, and a plurality of molds 6. In FIG. 1, only one immersion nozzle 5 and one mold 6 are shown.

取鍋２は、連続鋳造において最初に溶鋼が注入される耐熱容器であり、底面部には注入口２１が設けられている。
ロングノズル３は、取鍋２の注入口２１に取り付けられて、取鍋２内部に貯留された溶鋼をノズル下端開口部３１よりタンディッシュ４内に吐出するように構成されている。
タンディッシュ４は、ロングノズル３の下方に配設されて、取鍋２からロングノズル３を介して注入された溶鋼を貯留する耐熱容器である。このタンディッシュ４は、底面部には各モールド６に対応した複数の注入口４１が形成されており、この注入口４１の内部には注入口４１より流出する溶鋼の流量を調整する流量調整機（図示しない）が設けられている。このようなタンディッシュ４により、取鍋２からの溶鋼が整流化され、当該溶鋼が各モールド６に所定量ずつ分配されるようになっている。 The ladle 2 is a heat-resistant container into which molten steel is first injected in continuous casting, and an inlet 21 is provided on the bottom surface.
The long nozzle 3 is attached to the inlet 21 of the ladle 2 and is configured to discharge the molten steel stored in the ladle 2 into the tundish 4 from the nozzle lower end opening 31.
The tundish 4 is a heat-resistant container that is disposed below the long nozzle 3 and stores molten steel injected from the ladle 2 through the long nozzle 3. The tundish 4 has a plurality of inlets 41 corresponding to the molds 6 formed on the bottom surface thereof, and a flow controller for adjusting the flow rate of the molten steel flowing out of the inlet 41 inside the inlet 41. (Not shown) is provided. With such a tundish 4, the molten steel from the ladle 2 is rectified, and the molten steel is distributed to each mold 6 by a predetermined amount.

浸漬ノズル５は、具体的には後述するが、タンディッシュ４における注入口４１の下部に取り付けられており、このノズルを介してタンディッシュ４内の溶鋼がモールド６内に注入される。
モールド６は、浸漬ノズル５の下方に設けられた水冷式の鋳型である。このモールド６内には浸漬ノズル５を介してタンディッシュ４からの溶鋼が連続的に注入される。このようなモールド６により、モールド６内の溶鋼は冷却されて、モールド６の内周面側から凝固シェルが形成・成長して、凝固した鋼が形成されるようになっている。 Although specifically described later, the immersion nozzle 5 is attached to a lower portion of the injection port 41 in the tundish 4, and the molten steel in the tundish 4 is injected into the mold 6 through this nozzle.
The mold 6 is a water-cooled mold provided below the immersion nozzle 5. The molten steel from the tundish 4 is continuously injected into the mold 6 through the immersion nozzle 5. With such a mold 6, the molten steel in the mold 6 is cooled, and a solidified shell is formed and grown from the inner peripheral surface side of the mold 6 to form solidified steel.

また、図示省略したが、モールド６の下方には、モールド６の内部にて鋳造された鋼を、モールド６内の下方開口部から下方に連続的に引き抜くローラーエプロンおよび引抜ロールが設けられている。さらに、引抜ロールの下流側には、引抜ロールにて引き抜かれて、モールド６内から連続鋳造で得られた鋳片を、所定の長さ寸法に切断する切断機（図示省略）が設けられている。この切断機にて当該鋳片が切断されることにより、例えば板状や棒状など所定長さの鋳片が形成されるようになっている。 Although not shown in the drawing, below the mold 6, there are provided a roller apron and a drawing roll for continuously pulling steel cast in the mold 6 downward from a lower opening in the mold 6. . Further, on the downstream side of the drawing roll, there is provided a cutting machine (not shown) for cutting a slab drawn by the drawing roll and obtained by continuous casting from the mold 6 into a predetermined length. Yes. When the slab is cut by this cutting machine, a slab having a predetermined length such as a plate shape or a rod shape is formed.

〔浸漬ノズルの構成〕
次に、浸漬ノズル５の構成について、図２および３に基づいて説明する。図２は、本実施形態に係る浸漬ノズルを示す側断面図であり、図３はその外観を示した側面図である。
図２において、浸漬ノズル５は、ノズル本体５１と、ホルダー５２と、断熱材５３とを備えている。このような浸漬ノズル５は、後述する予熱工程において高周波誘導加熱により予熱されてから使用される。 [Structure of immersion nozzle]
Next, the structure of the immersion nozzle 5 is demonstrated based on FIG. FIG. 2 is a side sectional view showing the immersion nozzle according to the present embodiment, and FIG. 3 is a side view showing the appearance thereof.
In FIG. 2, the immersion nozzle 5 includes a nozzle body 51, a holder 52, and a heat insulating material 53. Such an immersion nozzle 5 is used after being preheated by high-frequency induction heating in a preheating process described later.

ノズル本体５１は、略円筒状に形成されて、その下端を閉塞する円盤状の底面部５１１を有している。このノズル本体５１における側面部の底面部５１１近傍には、一対の矩形状の吐出口５１２が、互いに対向する状態で設けられている。また、ノズル本体５１は、その下端側がモールド６内の溶鋼に浸漬された状態で使用される。このようなノズル本体５１により、ノズル本体５１の上端開口より流入した溶鋼が、一対の吐出口５１２を介してモールド６内へと吐出されるようになっている。 The nozzle body 51 is formed in a substantially cylindrical shape and has a disk-shaped bottom surface portion 511 that closes the lower end thereof. A pair of rectangular discharge ports 512 are provided in the vicinity of the bottom surface portion 511 of the side surface portion of the nozzle body 51 so as to face each other. The nozzle body 51 is used with its lower end side immersed in molten steel in the mold 6. With such a nozzle body 51, the molten steel flowing in from the upper end opening of the nozzle body 51 is discharged into the mold 6 through a pair of discharge ports 512.

このようなノズル本体５１としては、少なくとも一部がＦＣ（フリーカーボン）を含む耐火物にて形成されていることが好ましい。例えば、Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２−Ｃ系耐火物等のＦＣを含む耐火物からなる１層構造のものが挙げられる。
また、ノズル本体５１が、溶鋼が流通するノズル内周部を形成する内層、および、この内層の外側を被覆する状態に積層形成された外層からなる２層構造のものである場合、外層を構成する耐火物のみにＦＣが含まれているものが好ましく、例えば、内層にＣａＯ−ＭｇＯ系やＭｇＯ−Ａｌ_２Ｏ_３系等の耐火物を使用し、外層にＡｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２−Ｃ系やＣａＯ―ＺｒＯ_２−Ｃ系等の耐火物を使用したものを例示できる。また、当該２層構造の場合、内層および外層を構成する双方の耐火物にＦＣが含まれているものも好ましく、例えば、内層にＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ系やＭｇＯ−Ａｌ_２Ｏ_３−Ｃ系等の耐火物を使用し、外層にＡｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２−Ｃ系やＣａＯ―ＺｒＯ_２−Ｃ系等の耐火物を使用したものが例示できる。
この他、ノズル本体５１として、少なくともパウダーライン部（ノズル外周面部のうちモールド６内のパウダーに接触する部位）をＺｒＯ_２−Ｃ系等の耐火物で構成したものも使用できる。 Such a nozzle body 51 is preferably formed of a refractory material including at least a part of FC (free carbon). For _example, those of the single-layer structure made of refractory material containing FC such as Al ₂ O 3 -SiO ₂ -C refractory material.
Further, when the nozzle body 51 has a two-layer structure including an inner layer that forms a nozzle inner peripheral portion through which molten steel flows and an outer layer that is formed so as to cover the outer side of the inner layer, the outer layer is configured. For example, a refractory such as CaO—MgO or MgO—Al ₂ O ₃ is used for the inner layer, and Al ₂ O ₃ —SiO ₂ —C is used for the outer layer. Examples thereof include those using a refractory material such as a CaO—ZrO ₂ —C system. In the case of the two-layer structure, it is also preferable that FC is contained in both refractories constituting the inner layer and the outer layer. For example, the inner layer includes a CaO—MgO—C system or a MgO—Al ₂ O ₃ —C system. For example, a refractory such as Al ₂ O ₃ —SiO ₂ —C or CaO—ZrO ₂ —C can be used as the outer layer.
In addition, as the nozzle body 51, at least a powder line portion (a portion of the nozzle outer peripheral surface portion that comes into contact with the powder in the mold 6) made of a refractory material such as a ZrO ₂ —C system can be used.

ホルダー５２は、ノズル本体５１の上端部に装着可能な略円環状に形成され、注入口４１の下部に取り付けられる部材である。このホルダー５２は、通常は鉄製であり、ノズル本体５１の保持機能のために設置されている。このようなホルダー５２により、ノズル本体５１をタンディッシュ４に対して取り付けることが可能とされている。 The holder 52 is a member that is formed in a substantially annular shape that can be attached to the upper end portion of the nozzle body 51 and is attached to the lower portion of the injection port 41. The holder 52 is usually made of iron and is installed for the holding function of the nozzle body 51. With such a holder 52, the nozzle body 51 can be attached to the tundish 4.

断熱材５３は、図２および３に示すように、例えば、アルミナ−シリカ系のセラミックファイバーをシート状に構成したものを、ノズル本体５１の外周部全体を覆う袋状に形成したものを用いることができる。この断熱材５３をノズル本体５１の外周部に装着することにより、一対の吐出口５１２のそれぞれが覆われるようになっている。これにより、後述する予熱工程開始時から鋳造工程開始時までの間におけるノズル本体５１の冷却を防止できる。 As shown in FIGS. 2 and 3, for example, the heat insulating material 53 is formed by forming a sheet of alumina-silica ceramic fiber into a bag shape covering the entire outer periphery of the nozzle body 51. Can do. By attaching the heat insulating material 53 to the outer peripheral portion of the nozzle body 51, each of the pair of discharge ports 512 is covered. Thereby, cooling of the nozzle main body 51 between the time of the preheating process mentioned later and the time of the casting process start can be prevented.

このような断熱材５３は、断熱材５３のうち吐出口５１２に対向する部分を十分に薄く形成しておくことが好ましい。この場合、後述する鋳造工程開始時に、吐出口５１２Ａからの溶鋼の熱により断熱材５３の当該吐出口部分が溶融し、さらに溶鋼の圧力により当該吐出口部分が裂けて、ここから溶鋼が容易に吐出されるようになる。このため、鋳造工程開始時に、断熱材５３により阻害されることなく、吐出口５１２Ａから溶鋼がスムーズに吐出されるようになる。
また、断熱材５３における各吐出口５１２のそれぞれに対向する位置に、切目５３１を形成すれば更に好ましい。このような切目５３１を有する場合、例えば、図３に示すように、矩形状の吐出口５１２の縁部のうち上辺を除く３辺に略沿ったコ字形状であることが好ましい。これにより、鋳造工程開始時に、断熱材５３のうち吐出口５１２に対向する部分が、吐出口５１２からの溶鋼の熱あるいは吐出圧力により当該切目５３１から容易に開くようになり、吐出口５１２からの溶鋼の吐出がよりスムーズになる。また、予熱工程開始時から鋳造工程開始時までの間は、断熱材５３で吐出口５１２を覆い続けることが可能であるため、当該期間中のノズル本体５１の冷却を防止できる。 In such a heat insulating material 53, it is preferable that a portion of the heat insulating material 53 facing the discharge port 512 is formed sufficiently thin. In this case, when the casting process described later is started, the discharge port portion of the heat insulating material 53 is melted by the heat of the molten steel from the discharge port 512A, and further, the discharge port portion is torn by the pressure of the molten steel, and the molten steel is easily made from here. It comes to be discharged. For this reason, the molten steel is smoothly discharged from the discharge port 512A without being obstructed by the heat insulating material 53 at the start of the casting process.
Further, it is more preferable that the cut 531 is formed at a position facing each discharge port 512 in the heat insulating material 53. In the case of having such a cut 531, for example, as shown in FIG. 3, it is preferable that the rectangular discharge port 512 has a U-shape substantially along three sides excluding the upper side of the edge portion. Thereby, at the start of the casting process, the portion of the heat insulating material 53 that faces the discharge port 512 can be easily opened from the cut 531 by the heat or discharge pressure of the molten steel from the discharge port 512, Discharge of molten steel becomes smoother. Further, since the discharge port 512 can be continuously covered with the heat insulating material 53 from the start of the preheating process to the start of the casting process, cooling of the nozzle body 51 during the period can be prevented.

〔予熱装置の構成〕
次に、上記した構成の浸漬ノズル５を予熱する予熱装置について、図４に基づいて説明する。図４は、浸漬ノズルが装着された状態の予熱装置を示す側断面図である。
図４において、７は予熱装置であって、この予熱装置７は浸漬ノズル５を高周波誘導加熱により予熱する。このような予熱装置７は、耐熱容器７１と、外コイル７２（第一の誘導加熱コイル）と、内コイル７３（第二の誘導加熱コイル）と、図示しない誘導電流印加装置とを備えて構成されている。 [Configuration of preheating device]
Next, a preheating device for preheating the immersion nozzle 5 having the above-described configuration will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a side sectional view showing the preheating device in a state where the immersion nozzle is mounted.
In FIG. 4, 7 is a preheating device, and this preheating device 7 preheats the immersion nozzle 5 by high frequency induction heating. Such a preheating device 7 includes a heat-resistant container 71, an outer coil 72 (first induction heating coil), an inner coil 73 (second induction heating coil), and an induction current applying device (not shown). Has been.

外コイル７２は、耐熱容器７１の内部に収用された誘導加熱コイルであって、コイル内周側にノズル本体５１の下端部から中間部上方までを収容可能に構成されている。
内コイル７３は、外コイル７２と同様の誘導加熱コイルであって、ノズル本体５１の上部開口より内部に挿入可能に構成されている。
誘導電流印加装置は、外コイル７２および内コイル７３のそれぞれに高周波の誘導電流を印加する装置である。 The outer coil 72 is an induction heating coil that is confiscated inside the heat-resistant container 71, and is configured to be accommodated from the lower end portion of the nozzle body 51 to the upper middle portion on the inner peripheral side of the coil.
The inner coil 73 is an induction heating coil similar to the outer coil 72, and is configured to be inserted into the inside through the upper opening of the nozzle body 51.
The induced current application device is a device that applies a high-frequency induced current to each of the outer coil 72 and the inner coil 73.

〔連続鋳造方法〕
本実施形態に係る連続鋳造方法について、上記のような構成の連続鋳造機１および予熱装置７を使用した例で説明する。
本実施形態の連続鋳造方法は、予熱工程と、鋳造工程と、引抜工程と、切断工程と、搬送工程とを備えて構成されている。 [Continuous casting method]
The continuous casting method according to this embodiment will be described using an example in which the continuous casting machine 1 and the preheating device 7 configured as described above are used.
The continuous casting method of the present embodiment includes a preheating process, a casting process, a drawing process, a cutting process, and a conveying process.

予熱工程では、図４に示す予熱装置７を用いて、浸漬ノズル５を高周波誘導により予熱する。具体的には、まず、タンディッシュ４から外された状態の浸漬ノズル５に対して予熱装置７をセットする。このセットされた状態では、ノズル本体５１および断熱材５３は外コイル７２内に収容され、ノズル本体５１の上部開口より内部に内コイル７３が挿入された状態となっている。そして、誘導電流印加装置により、外コイル７２および内コイル７３に誘導電流を印加する。これにより、ノズル本体５１に含まれるＦＣ近傍に高密度のうず電流が発生して大きなジュール熱が発生し、ノズル本体５１全体が均一に加熱される。 In the preheating step, the immersion nozzle 5 is preheated by high frequency induction using the preheating device 7 shown in FIG. Specifically, first, the preheating device 7 is set with respect to the immersion nozzle 5 in a state removed from the tundish 4. In this set state, the nozzle body 51 and the heat insulating material 53 are accommodated in the outer coil 72, and the inner coil 73 is inserted into the inside from the upper opening of the nozzle body 51. Then, an induced current is applied to the outer coil 72 and the inner coil 73 by the induced current application device. Thereby, a high-density eddy current is generated in the vicinity of the FC included in the nozzle body 51 to generate a large Joule heat, and the entire nozzle body 51 is uniformly heated.

このようにして、外側と内側から浸漬ノズル５を高周波誘導加熱で予熱することにより、例えば０．５〜２時間程度の予熱時間で、ノズル本体５１の温度を１１００℃以上に昇温させることができる。また、ノズル本体５１を例えば１１００℃以上に加熱する場合、従来の如くバーナー１００（図５参照）で加熱する場合には各部間で最大５００℃〜６００℃の温度差が生じるが、高周波誘導加熱によれば各部間で最大３００℃程度の温度差しか生じない。 In this way, by preheating the immersion nozzle 5 from the outside and inside by high frequency induction heating, for example, the temperature of the nozzle body 51 can be raised to 1100 ° C. or more in a preheating time of about 0.5 to 2 hours. it can. Further, when the nozzle body 51 is heated to, for example, 1100 ° C. or more, when it is heated by the burner 100 (see FIG. 5) as in the prior art, a maximum temperature difference of 500 ° C. to 600 ° C. occurs between the respective parts. According to this, only a maximum temperature difference of about 300 ° C. occurs between the respective parts.

なお、ノズル本体５１は断熱材５３にて覆われている状態となっているが、外コイル７２は高周波誘導加熱によってノズル本体５１自体を発熱させるので、断熱材５３にて予熱効率が低減されることはない。
また、高周波誘導加熱によれば、従来のように燃焼ガス等を使用せずに短時間で予熱が完了するので、ノズル本体５１中のＣ成分が消失し難く、ノズル本体５１中における気孔の拡大が防止される。このため、鋳造工程においてノズル内部を流通する溶鋼により、ノズル内周部が溶損されてしまうことを防止できる。 Although the nozzle body 51 is covered with the heat insulating material 53, the outer coil 72 causes the nozzle body 51 itself to generate heat by high-frequency induction heating, so that the preheating efficiency is reduced by the heat insulating material 53. There is nothing.
Further, according to high frequency induction heating, preheating is completed in a short time without using combustion gas or the like as in the prior art, so that the C component in the nozzle body 51 is difficult to disappear, and the pores in the nozzle body 51 are enlarged. Is prevented. For this reason, it can prevent that a nozzle inner peripheral part will be melted by the molten steel which distribute | circulates the inside of a nozzle in a casting process.

以上の予熱工程が終了した後は、予熱装置７が取り外され、浸漬ノズル５は、次の鋳造工程が開始されるまで外気に曝された状態のまま待機することになる。この間、浸漬ノズル５には断熱材５３が設けられているので、予熱工程終了時から鋳造工程開始時までの少なくとも５〜１０分程度の間は、ノズル本体５１の予熱時の高温状態を充分に維持することができる。すなわち、断熱材５３によりノズル本体５１の外周部全体が覆われているので、ノズル本体５１全体からの放熱を防止できる。特に、ノズル本体５１の吐出口５１２は断熱材５３により覆われているので、外気が吐出口５１２からノズル内部に流入することを防止でき、浸漬ノズル５の下端側が冷却されることを防止できる。 After the above preheating process is completed, the preheating device 7 is removed, and the immersion nozzle 5 waits while being exposed to the outside air until the next casting process is started. During this time, since the heat insulating material 53 is provided in the immersion nozzle 5, the high temperature state during the preheating of the nozzle body 51 is sufficiently sufficient for at least about 5 to 10 minutes from the end of the preheating process to the start of the casting process. Can be maintained. That is, since the entire outer peripheral portion of the nozzle body 51 is covered with the heat insulating material 53, heat radiation from the entire nozzle body 51 can be prevented. In particular, since the discharge port 512 of the nozzle body 51 is covered with the heat insulating material 53, it is possible to prevent outside air from flowing into the nozzle from the discharge port 512, and to prevent the lower end side of the immersion nozzle 5 from being cooled.

鋳造工程では、図１に示した連続鋳造機１を用いて溶鋼の鋳造を行う。まず、予熱工程にて予熱された浸漬ノズル５をタンディッシュ４の注入口４１に取り付けた後、取鍋２の内部に溶鋼を注入する。この溶鋼は、ロングノズル３を介して取鍋２からタンディッシュ４内部へと注入され、タンディッシュ４の内部にて整流化される。この後、整流化された溶鋼を、図示しない流量調整機にて流出量を調整しながら、浸漬ノズル５を介してモールド６内に注入し、モールド６において一定の湯面レベルを維持する。 In the casting process, molten steel is cast using the continuous casting machine 1 shown in FIG. First, after the immersion nozzle 5 preheated in the preheating step is attached to the inlet 41 of the tundish 4, molten steel is injected into the ladle 2. The molten steel is poured from the ladle 2 into the tundish 4 through the long nozzle 3 and rectified in the tundish 4. Thereafter, the rectified molten steel is injected into the mold 6 through the immersion nozzle 5 while adjusting the outflow amount with a flow controller (not shown), and a constant level of the molten metal is maintained in the mold 6.

この鋳造工程において溶鋼の注入を開始する際、ノズル本体５１は断熱材５３により高温状態を維持し続けているので、溶鋼注入によりノズル本体５１が受ける熱衝撃を緩和することができ、割れ等の不具合の発生を防止できる。そして、溶鋼の注入開始時には、吐出口５１２Ａからの溶鋼の熱により断熱材５３の吐出口５１２に対向する部分が溶融し、さらに溶鋼の圧力により当該吐出口部分が裂けて、断熱材５３にて阻害されることなく、吐出口５１２から溶鋼がスムーズに吐出される。特に、断熱材５３が切目５３１を有する場合は、断熱材５３の吐出口部分が容易に開き、吐出口５１２からよりスムーズに溶鋼が吐出される。
なお、以上の鋳造工程において、断熱材５３はモールド６内の溶鋼の熱により溶解し、溶解物はスラグとなるが、当該断熱材５３の溶解成分はスラグ中に溶存し、モールド６内の溶鋼中に混入することはない。 When starting the injection of molten steel in this casting process, the nozzle body 51 continues to maintain a high temperature state with the heat insulating material 53, so that the thermal shock received by the nozzle body 51 due to the molten steel injection can be mitigated, and cracks, etc. The occurrence of defects can be prevented. And at the time of the start of pouring of molten steel, the part facing the discharge port 512 of the heat insulating material 53 is melted by the heat of the molten steel from the discharge port 512A, and further, the discharge port portion is torn by the pressure of the molten steel. The molten steel is smoothly discharged from the discharge port 512 without being obstructed. In particular, when the heat insulating material 53 has the cut 531, the discharge port portion of the heat insulating material 53 is easily opened, and the molten steel is discharged from the discharge port 512 more smoothly.
In the above casting process, the heat insulating material 53 is melted by the heat of the molten steel in the mold 6 and the melted material becomes slag, but the dissolved component of the heat insulating material 53 is dissolved in the slag, and the molten steel in the mold 6 is melted. It will not get mixed in.

引抜工程では、モールド６内において冷却・固化された鋼を、図示しないローラーエプロンおよび引抜ロールにより下方に連続的に引き出す。
切断工程では、当該引抜ロールにて引き抜かれた鋼を切断機により所定の長さ寸法で切断して、所定形状の鋳片を連続的に形成する。
搬送工程では、切断工程で切断された所定長さの鋳片を、連続鋳造機１の外部に搬送する。 In the drawing process, the steel cooled and solidified in the mold 6 is continuously drawn downward by a roller apron and a drawing roll (not shown).
In the cutting step, the steel drawn by the drawing roll is cut into a predetermined length by a cutting machine to continuously form a slab of a predetermined shape.
In the transporting process, the slab of a predetermined length cut in the cutting process is transported to the outside of the continuous casting machine 1.

〔実施形態の変形〕
なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。 [Modification of Embodiment]
In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, The deformation | transformation in the range which can achieve the objective of this invention, improvement, etc. are included in this invention.

前記実施形態では、図３に示すように、断熱材５３はコ字形状の切目５３１を有しているとしたが、これに限定されない。すなわち、例えば図６（Ａ）に示す切目５３１Ａのような図中上下方向に延びた直線状や、例えば図６（Ｂ）に示す切目５３１Ｂのような十字形状であってもよい。このような場合でも、上記実施形態と同様に、予熱工程開始時から鋳造工程開始時までの間のノズル本体の冷却を防止可能であり、鋳造工程開始時には吐出口５１２から溶融金属を容易に吐出させることができる。 In the said embodiment, as shown in FIG. 3, although the heat insulating material 53 assumed that it had the U-shaped cut 531, it is not limited to this. That is, for example, a linear shape extending in the vertical direction in the drawing like a cut 531A shown in FIG. 6A or a cross shape like a cut 531B shown in FIG. 6B may be used. Even in such a case, it is possible to prevent the cooling of the nozzle body between the start of the preheating process and the start of the casting process, and the molten metal can be easily discharged from the discharge port 512 at the start of the casting process. Can be made.

前記実施形態では、図３に示すように矩形状の吐出口５１２を例示したが、本発明では、例えば図６（Ｃ）〜（Ｅ）に示すような円状の吐出口５１２Ａであってもよい。この場合、断熱材の切目の形状としては、図６（Ｃ）に示す切目５３１Ｃのような吐出口５１２Ａの外周縁下側に略沿う円弧状や、図６（Ｄ）に示す切目５３１Ｄのような図中上下方向に延びた直線状、あるいは、図６（Ｅ）に示す切目５３１Ｅのような十字形状などが採用できる。このような場合でも、上記実施形態と同様に、予熱工程開始時から鋳造工程開始時までの間のノズル本体の冷却を防止可能であり、鋳造工程開始時には吐出口５１２Ａから溶融金属を容易に吐出させることができる。 In the above embodiment, the rectangular discharge port 512 is illustrated as shown in FIG. 3, but in the present invention, for example, the circular discharge port 512 </ b> A as shown in FIGS. Good. In this case, as the shape of the cut of the heat insulating material, an arc shape substantially along the lower side of the outer peripheral edge of the discharge port 512A such as a cut 531C shown in FIG. 6C, or a cut 531D shown in FIG. 6D. A straight line extending in the vertical direction in the figure or a cross shape such as a cut 531E shown in FIG. Even in such a case, it is possible to prevent the cooling of the nozzle body between the start of the preheating process and the start of the casting process, and the molten metal is easily discharged from the discharge port 512A at the start of the casting process. Can be made.

また、本発明における断熱材の切目は、図３や図６（Ａ）〜（Ｅ）に示すような連続した線状でなく、例えば吐出口５１２，５１２Ａの外周縁に略沿うようにミシン目状に形成してもよい。この場合、予熱工程開始時から鋳造工程開始時までの間のノズル本体の冷却を確実に防止でき、鋳造工程開始時には、当該ミシン目部分を破る状態で吐出口５１２Ａより溶融金属を吐出させることができる。 Moreover, the cut of the heat insulating material in the present invention is not a continuous linear shape as shown in FIG. 3 or FIGS. 6A to 6E, and is, for example, a perforation so as to substantially follow the outer peripheral edge of the discharge ports 512 and 512A. You may form in a shape. In this case, it is possible to reliably prevent the cooling of the nozzle body between the start of the preheating process and the start of the casting process, and at the start of the casting process, the molten metal can be discharged from the discharge port 512A with the perforation portion broken. it can.

前記実施形態では、ノズル本体５１は円盤状の底面部５１１を有しているとしたが、この底面部５１１に直線状のスリット（図示せず）を形成して、このスリットからも溶融金属を吐出可能としてもよい。この場合、断熱材の切目は当該スリットに沿って形成すれば、当該スリットから溶融金属を良好に吐出させることができる。 In the above-described embodiment, the nozzle body 51 has the disc-shaped bottom surface portion 511. However, a linear slit (not shown) is formed in the bottom surface portion 511, and the molten metal is also removed from the slit. It may be possible to discharge. In this case, if the slit of the heat insulating material is formed along the slit, the molten metal can be discharged well from the slit.

上述した実施形態の効果を確認するための実施例について説明する。
実験に当たって以下の浸漬ノズル（実施例１、比較例１）を作成した。 An example for confirming the effect of the above-described embodiment will be described.
In the experiment, the following immersion nozzles (Example 1, Comparative Example 1) were prepared.

〔実施例１〕
■浸漬ノズル：図２に示す上記実施形態の浸漬ノズル５と同様の構造であり、ノズル本体５１と、ホルダー５２と、断熱材５３とを備えている。
■ノズル本体の組成：アルミナ６６質量％、シリカ４質量％、ジルコニア５質量％、黒鉛２３質量％、バインダー２質量％
■ノズル本体のサイズ：最大外径寸法φ１４０ｍｍ、内径寸法φ８０ｍｍ、長さ寸法７００ｍｍ
■ノズル本体の製造法：上記各種無機物の微粉をフェノール樹脂で混練したものをＣＩＰ法にて成形し、これを還元焼成してノズル本体を得た。
■断熱材の材質：アルミナ−シリカ系のセラミックファイバー
■断熱材の形成法：上記ファイバーをシート状に構成したものをノズル本体５１の外周部全体を覆う袋状に形成し、コ字形状の切目５３１を設けた。 [Example 1]
(1) Immersion nozzle: It has the same structure as the immersion nozzle 5 of the above embodiment shown in FIG. 2 and includes a nozzle body 51, a holder 52, and a heat insulating material 53.
■ Composition of nozzle body: 66 mass% alumina, 4 mass% silica, 5 mass% zirconia, 23 mass% graphite, 2 mass% binder
■ Nozzle body size: Maximum outer diameter φ140mm, inner diameter φ80mm, length 700mm
(1) Manufacturing method of nozzle body: A mixture of the above-mentioned various inorganic fine powders with a phenol resin was molded by the CIP method and reduced and fired to obtain a nozzle body.
■ Material of heat insulating material: Alumina-silica ceramic fiber ■ Method of forming heat insulating material: The above-mentioned fiber is formed into a bag shape covering the entire outer periphery of the nozzle body 51, and a U-shaped cut. 531 was provided.

〔比較例１〕
■浸漬ノズル：図５に示す浸漬ノズル５Ａであり、図２に示す上記実施形態と同様のノズル本体５１およびホルダー５２を備え、さらに断熱材５４を備えている。この断熱材５４は、断熱材５３とは異なるものであり、図５に示すように、浸漬ノズルの外周面部の下端側を被覆するように設けられ、断熱材５４における吐出口５１２に対応する部位には矩形状の排気口５４１が設けられている。
■ノズル本体の組成：アルミナ６６質量％、シリカ４質量％、ジルコニア５質量％、黒鉛２３質量％、バインダー２質量％
■ノズル本体のサイズ：最大外径寸法φ１４０ｍｍ、内径寸法φ８０ｍｍ、長さ寸法７００ｍｍ
■ノズル本体の製造法：上記各種無機物の微粉をフェノール樹脂で混練したものをＣＩＰ法にて成形し、これを還元焼成することにより形成した。
■断熱材の材質：アルミナ−シリカ系のセラミックファイバー
■断熱材の形成法：上記ファイバーをシート状に構成したものをノズル本体５１の外周部の下端側を覆う袋状に形成し、矩形状の排気口５４１を形成した。 [Comparative Example 1]
(1) Immersion nozzle: The immersion nozzle 5A shown in FIG. 5, which includes the same nozzle body 51 and holder 52 as those of the above-described embodiment shown in FIG. This heat insulating material 54 is different from the heat insulating material 53, and is provided so as to cover the lower end side of the outer peripheral surface portion of the immersion nozzle as shown in FIG. 5 and a portion corresponding to the discharge port 512 in the heat insulating material 54. Is provided with a rectangular exhaust port 541.
■ Composition of nozzle body: 66 mass% alumina, 4 mass% silica, 5 mass% zirconia, 23 mass% graphite, 2 mass% binder
■ Nozzle body size: Maximum outer diameter φ140mm, inner diameter φ80mm, length 700mm
(1) Production method of nozzle body: The above-mentioned various inorganic fine powders kneaded with a phenol resin were molded by the CIP method and formed by reduction firing.
■ Material of heat insulating material: Alumina-silica ceramic fiber ■ Method of forming heat insulating material: The fiber is formed into a bag shape covering the lower end side of the outer peripheral portion of the nozzle body 51, and formed into a rectangular shape. An exhaust port 541 was formed.

〔高周波誘導加熱による予熱〕
■予熱対象：実施例１
■予熱装置：図４に示す予熱装置７と同様である。外コイル７２には径寸法φ２００ｍｍ、長さ寸法５００ｍｍのものを使用し、内コイル７３には径寸法φ７０ｍｍ、長さ寸法３００ｍｍのものを使用した。
■誘導電流：外コイル７２には周波数３０ｋＨｚ、電流２００Ａ、電力量１５ｋＷの誘導電流を印加した。内コイル７３には、周波数３７ｋＨｚ、電流２００Ａ、電力量１２ｋＷの誘導電流を印加した。
■予熱時間：４０分 [Preheating by high frequency induction heating]
■ Preheating target: Example 1
(3) Preheating device: The same as the preheating device 7 shown in FIG. An outer coil 72 having a diameter of φ200 mm and a length of 500 mm was used, and an inner coil 73 having a diameter of φ70 mm and a length of 300 mm was used.
(1) Inductive current: An induced current having a frequency of 30 kHz, a current of 200 A, and a power amount of 15 kW was applied to the outer coil 72. An induced current having a frequency of 37 kHz, a current of 200 A, and a power amount of 12 kW was applied to the inner coil 73.
■ Preheating time: 40 minutes

〔バーナー加熱による予熱〕
■予熱対象：比較例１
■予熱装置：図５に示すバーナー１００を用いて予熱した。図５において、浸漬ノズル５Ａを耐熱容器１０１中に収容した状態で、浸漬ノズル５Ａの上端開口部より内部にバーナー１００を挿入して燃焼ガスを吹き付ける。
■燃焼ガス：ＣＯＧ（Coke-oven Gas：コークス炉ガス）
■空気比：１．２
■予熱時間：９０分 [Preheating by burner heating]
■ Preheating target: Comparative Example 1
(3) Preheating device: Preheating was performed using the burner 100 shown in FIG. In FIG. 5, with the immersion nozzle 5A housed in the heat-resistant container 101, the burner 100 is inserted into the inside from the upper end opening of the immersion nozzle 5A and the combustion gas is blown.
■ Combustion gas: COG (Coke-oven Gas)
■ Air ratio: 1.2
■ Preheating time: 90 minutes

〔鋳造実験〕
■実験対象：実施例１、比較例１
■連続鋳造機：図１に示す上記実施形態の連続鋳造機１と同様のものを使用した（８チャージ）。
■鋳造方法：上記実施形態における鋳造工程と同様である。具体的には、各浸漬ノズル５を単体で予熱した後、それぞれタンディッシュ４に取り付けて、予熱終了の時点から５分後に鋳造を開始した。
■鋼種：低炭素鋼
■モールドパウダーの塩基度：１．０
■操業時間：合計３６０分 [Casting experiment]
■ Subject of Experiment: Example 1, Comparative Example 1
(2) Continuous casting machine: The same continuous casting machine as in the above embodiment shown in FIG. 1 was used (8 charges).
(1) Casting method: The same as the casting process in the above embodiment. Specifically, after each immersion nozzle 5 was preheated alone, it was attached to the tundish 4 and casting started 5 minutes after the end of preheating.
■ Steel type: Low carbon steel ■ Mold powder basicity: 1.0
■ Operating hours: 360 minutes in total

〔実験結果〕
実施例１および比較例１の浸漬ノズル５，５Ａについて上記鋳造実験を実施した結果、比較例１のトラブル発生率指数が１００であるのに対して、実施例１のトラブル発生率指数は２０程度であり、すなわち実施例１のトラブル発生率指数を比較例１に比べて８０程度低減できた。ここで、トラブル発生率指数とは、比較例１のトラブル発生率を１００とした場合における実施例１のトラブル発生率の相対値である。また、トラブル発生率とは、鋳造した回数と、折損や割れなどの不具合が発生した回数との比である。
このように、実施例１のトラブル発生率指数を比較例１に比して著しく低減できたのは、浸漬ノズルを高周波誘導加熱で予熱し、かつその外周を断熱材５３で覆ったことにより、溶鋼吐出の際に浸漬ノズルが受ける熱応力を緩和できたためと考えられる。
すなわち、実施例１では、浸漬ノズルを高周波誘導加熱で予熱したことにより浸漬ノズルが均一に加熱され、さらに予熱開始時から鋳造開始時までの間、ノズルの吐出口を断熱材で覆ったことにより浸漬ノズル内部が保熱された。この結果、溶鋼を吐出した際に浸漬ノズルが受ける熱応力を緩和でき、応力割れの発生を防止できたものと考えられる。
一方、比較例１のように浸漬ノズルをバーナーで予熱した場合は、浸漬ノズルを均一に加熱することができず、また予熱終了時から鋳造開始時までの間に断熱材５４の排気口５４１からノズル内部の熱が逃げてノズル下端部が冷却された。この結果、溶鋼を吐出した際に浸漬ノズルが大きな熱応力を受けて、応力割れが多く発生したものと考えられる。〔Experimental result〕
As a result of performing the above casting experiment on the immersion nozzles 5 and 5A of Example 1 and Comparative Example 1, the trouble rate index of Comparative Example 1 is 100, whereas the trouble rate index of Example 1 is about 20 That is, the trouble occurrence rate index of Example 1 was reduced by about 80 as compared with Comparative Example 1. Here, the trouble occurrence rate index is a relative value of the trouble occurrence rate of Example 1 when the trouble occurrence rate of Comparative Example 1 is set to 100. The trouble occurrence rate is a ratio between the number of times of casting and the number of times of occurrence of defects such as breakage and cracking.
Thus, the trouble occurrence rate index of Example 1 was significantly reduced as compared with Comparative Example 1 because the immersion nozzle was preheated by high frequency induction heating and the outer periphery thereof was covered with the heat insulating material 53. This is probably because the thermal stress applied to the immersion nozzle during the discharge of molten steel could be relaxed.
That is, in Example 1, since the immersion nozzle was preheated by high frequency induction heating, the immersion nozzle was heated uniformly, and further, the nozzle outlet was covered with a heat insulating material from the start of preheating to the start of casting. The inside of the immersion nozzle was kept warm. As a result, it is considered that the thermal stress received by the immersion nozzle when the molten steel is discharged can be relaxed and the occurrence of stress cracking can be prevented.
On the other hand, when the immersion nozzle is preheated with a burner as in Comparative Example 1, the immersion nozzle cannot be heated uniformly, and from the exhaust port 541 of the heat insulating material 54 between the end of preheating and the start of casting. The heat inside the nozzle escaped and the lower end of the nozzle was cooled. As a result, it is considered that when the molten steel was discharged, the immersion nozzle was subjected to a large thermal stress and many stress cracks occurred.

本発明の一実施形態における連続鋳造機の概略構成を示す。The schematic structure of the continuous casting machine in one Embodiment of this invention is shown. 前記実施形態に係る浸漬ノズルを示す側断面図である。It is a sectional side view which shows the immersion nozzle which concerns on the said embodiment. 前記実施形態に係る浸漬ノズルの外観を示す側面図である。It is a side view which shows the external appearance of the immersion nozzle which concerns on the said embodiment. 前記実施形態における浸漬ノズルが装着された状態の予熱装置を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows the preheating apparatus of the state with which the immersion nozzle in the said embodiment was mounted | worn. 従来のバーナーを用いた加熱法により浸漬ノズルを予熱している状態を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows the state which preheats the immersion nozzle with the heating method using the conventional burner. 前記実施形態における切目の変形例を示す側面図である。It is a side view which shows the modification of the cut in the said embodiment.

Explanation of symbols

１ …連続鋳造機
２ …取鍋
２１ …注入口
３ …ロングノズル
３１ …ノズル下端開口部
４ …タンディッシュ
４１ …注入口
５…浸漬ノズル
５Ａ…浸漬ノズル
５１ …ノズル本体
５１１…底面部
５１２，５１２Ａ…吐出口
５２ …ホルダー
５３ …断熱材
５３１，５３１Ａ〜５３１Ｅ…切目
５４ …断熱材
５４１…排気口
６ …モールド
７ …予熱装置
７１ …耐熱容器
７２ …外コイル（第一の誘導加熱コイル）
７３ …内コイル（第二の誘導加熱コイル）
１００…バーナー
１０１…耐熱容器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Continuous casting machine 2 ... Ladle 21 ... Inlet 3 ... Long nozzle 31 ... Nozzle lower end opening 4 ... Tundish 41 ... Inlet 5 ... Immersion nozzle 5A ... Immersion nozzle 51 ... Nozzle main body 511 ... Bottom surface part 512, 512A ... Discharge port 52 ... Holder 53 ... Heat insulation materials 531, 531A to 531E ... Cut 54 ... Heat insulation material 541 ... Exhaust port 6 ... Mold 7 ... Preheating device 71 ... Heat resistant container 72 ... Outer coil (first induction heating coil)
73 ... Inner coil (second induction heating coil)
100 ... Burner 101 ... Heat resistant container

Claims

A continuous casting method in which molten metal is introduced into a tundish provided with an immersion nozzle for mold injection at the bottom, and continuous casting is performed,
A preheating step of covering at least the outlet of the immersion nozzle with a heat insulating material and preheating the immersion nozzle by high frequency induction heating;
A casting step of injecting molten metal from the tundish into the mold through the immersion nozzle preheated in the preheating step ,
In the preheating step, the immersion nozzle is disposed on the inner peripheral side of the first induction heating coil, and the second induction heating coil is inserted from the upper opening of the immersion nozzle. A continuous casting method, wherein the immersion nozzle is preheated by applying a high frequency induction current to the second induction heating coil .

The continuous casting method according to claim 1, wherein
The said heat insulating material has the cut according to the said discharge port of the said immersion nozzle, The continuous casting method characterized by the above-mentioned.

In the continuous casting method according to claim 1 or claim 2 ,
A continuous casting method, wherein at least a part of the immersion nozzle is formed of a refractory containing FC (free carbon).

In the continuous casting method according to claim 3 ,
The immersion nozzle has a two-layer structure consisting of an inner layer that forms an inner peripheral portion of the nozzle through which molten metal flows, and an outer layer that is laminated to cover the outside of the inner layer.
The continuous casting method, wherein only the outer layer, or both the outer layer and the inner layer are formed of a refractory containing FC.