JP4851199B2 - Immersion nozzle - Google Patents

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Description

本発明は、連続鋳造に用いられる浸漬ノズルに係り、詳しくは溶鋼吐出流の偏流及び鋳造開始時におけるスプラッシュ現象に関する。   The present invention relates to an immersion nozzle used for continuous casting, and more particularly to a drift of molten steel discharge flow and a splash phenomenon at the start of casting.

従来の浸漬ノズルでは、鋳造開始時において当該浸漬ノズルに注湯された溶鋼がその底面に勢いよく当たることで跳ね上がるように吐出される所謂スプラッシュ現象を抑制することを目的として、当該浸漬ノズルの下部に穿孔される吐出孔は前記底面より若干上方へ設けられ、略円柱形状の所謂湯溜り部が形成されている。
しかし、鋳型厚み方向の速度勾配を有する溶鋼がこの浸漬ノズルに注湯されると、又は、この浸漬ノズルに注湯された溶鋼に鋳型厚み方向の速度勾配が生じると、前記湯溜り部内における溶鋼の圧力差に起因して、当該湯溜り部を鋳型厚み方向へ横切る溶鋼流れが生じてしまう(図(a)参照)。この横切る溶鋼流れは、鋳型幅方向と平行な軸を有する回転流を誘起し(図(b)参照)、その結果、前記浸漬ノズルの吐出孔からの溶鋼吐出流に鋳型厚み方向の偏流が生じてしまう。
そして、この溶鋼吐出流の偏流により、既に凝固/形成された鋳型コーナ部近傍のシェルが再融解してしまい、その結果、シェル成長の不均一さである所謂凝固遅れを発生させてしまう。
この凝固遅れが著しい場合には、シェルが破れて溶鋼が当該シェルの外部へ流れ出る所謂ブレークアウトが懸念される。
なお、上記の溶鋼吐出流の偏流は、浸漬ノズルに注湯される溶鋼の流量を調節するためのスライドプレートの開閉方向には依存しないことが既に明らかとなっている(非特許文献1及び非特許文献2)。
In the conventional immersion nozzle, at the start of casting, the lower part of the immersion nozzle is used for the purpose of suppressing the so-called splash phenomenon that the molten steel poured into the immersion nozzle is ejected so as to jump up by vigorously hitting the bottom surface. The discharge hole to be perforated is provided slightly above the bottom surface, and a so-called hot water reservoir having a substantially cylindrical shape is formed.
However, when molten steel having a velocity gradient in the mold thickness direction is poured into the immersion nozzle, or when a velocity gradient in the mold thickness direction is generated in the molten steel poured into the immersion nozzle, the molten steel in the pool portion due to a pressure difference, the molten steel flow across the basin portion to the mold thickness direction occurs (see FIG. 6 (a)). The transverse molten steel flow (refer to FIG. 6 (b)) to induce a rotational flow with axis parallel to the mold width direction, as a result, the drift of the mold thickness direction of molten steel discharge flow from the discharge hole of the immersion nozzle It will occur.
Then, due to the drift of the molten steel discharge flow, the shell in the vicinity of the mold corner portion already solidified / formed is remelted, and as a result, a so-called solidification delay, which is non-uniform shell growth, is generated.
When this solidification delay is significant, there is a concern about so-called breakout in which the shell is broken and the molten steel flows out of the shell.
In addition, it has already been clarified that the drift of the molten steel discharge flow does not depend on the opening / closing direction of the slide plate for adjusting the flow rate of the molten steel poured into the immersion nozzle (Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 1). Patent Document 2).

上記の溶鋼吐出流の鋳型厚み方向の偏流を防止することを目的として、例えば、浸漬ノズルの内壁をモーグル状(凹凸状)に形成し、当該浸漬ノズル内の溶鋼流を強乱流場とする技術が提案されている。しかし、本技術によれば、浸漬ノズルの製造コストが大幅に増大してしまうし、また、溶鋼流を強乱流場とせしめる効果も、内壁への付着物により比較的短期間で失われてしまうとされる。   For the purpose of preventing the drift of the molten steel discharge flow in the mold thickness direction, for example, the inner wall of the immersion nozzle is formed in a mogul shape (uneven shape), and the molten steel flow in the immersion nozzle is used as a strong turbulent flow field. Technology has been proposed. However, according to the present technology, the manufacturing cost of the immersion nozzle is greatly increased, and the effect of making the molten steel flow a strong turbulent flow field is lost in a relatively short period of time due to deposits on the inner wall. It is supposed to end up.

また、この種の技術として、例えば特許文献1に記載されているものがある。
この特許文献1に記載されている構成は、以下の如くである。即ち、浸漬ノズルの底部に半球面状の窪みが形成されている。これによれば、前記浸漬ノズルを流下してくる溶鋼が、当該半球面状の底部によって再び浸漬ノズル内を反転して上昇するので、更に流下してくる溶鋼と反転した溶鋼とが衝突して、その結果、溶鋼の流動が鎮静化されるようになっている。
上記構成によれば、前記浸漬ノズルから吐出される溶鋼の流速が均一化され、左右の吐出口から流出量も等しくなって渦や過度の上昇流が生じない、とされる。
Further, as this type of technology, for example, there is one described in Patent Document 1.
The configuration described in Patent Document 1 is as follows. That is, a hemispherical recess is formed at the bottom of the immersion nozzle. According to this, the molten steel flowing down the immersion nozzle rises by reversing the inside of the immersion nozzle again by the hemispherical bottom, so that the molten steel flowing further collides with the inverted molten steel. As a result, the flow of molten steel is calmed down.
According to the above configuration, the flow rate of the molten steel discharged from the immersion nozzle is made uniform, the amount of outflow from the left and right discharge ports becomes equal, and vortices and excessive upward flow are not generated.

特開平2−165851号公報JP-A-2-1658551 市川健治、外2名、「浸漬ノズル管内の流れについて[タンディッシュSNに関する水モデル実験結果;第3報]」、耐火物、耐火物技術協会、1990年1月、第42巻、第1号、p.43-46Kenji Ichikawa, 2 others, “About the flow in a submerged nozzle tube [Results of water model experiment on tundish SN; 3rd report]”, Refractory, Refractory Technology Association, January 1990, Vol. 42, No. 1 , P.43-46 A.R.マンデラス(A.R.Manderas)、「浸漬ノズル内の2相流に関する動力学と、当該流動が鋳型内2相流に及ぼす影響(Dynamics of two-phase downwards flow in submerged entry nozzle and its influence on the two-phase flow in the mold)」、Int.J.混相流(International Journal of Multiphase Flow)、オランダ、ELSEVIER、2005年、第31巻、p.643-665A. R. ARManderas, “Dynamics of two-phase downwards flow in submerged entry nozzle and its influence on the two-phase flow in the mold ”, Int. J. International Journal of Multiphase Flow, Netherlands, ELSEVIER, 2005, Vol. 31, p.643-665

従来、一般的には、鋳型内における溶鋼流を多面的に改善することが課題とされていた。
上記特許文献1の構成は、この課題を解決する上でかなり有用であったが、さらに有用な浸漬ノズルの開発が望まれていた。
Conventionally, in general, it has been a problem to improve the flow of molten steel in a mold in many ways.
The configuration of Patent Document 1 has been quite useful in solving this problem, but the development of a more useful immersion nozzle has been desired.

本発明はかかる諸点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、鋳造開始時におけるスプラッシュ現象を抑制すると共に、溶鋼吐出流の鋳型厚み方向の偏流を軽減可能な連続鋳造用の浸漬ノズルを提供することにある。   The present invention has been made in view of such various points, and its main purpose is to suppress the splash phenomenon at the start of casting and reduce the drift in the mold thickness direction of the molten steel discharge flow. Is to provide.

課題を解決するための手段及び効果Means and effects for solving the problems

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。   The problems to be solved by the present invention are as described above. Next, means for solving the problems and the effects thereof will be described.

本発明の第1の観点によれば、以下のように構成される、浸漬ノズルが提供される。
ノズル内側底面の近傍に一対の対向する吐出孔が穿孔されるとともに、前記ノズル内側底面にはノズル径方向に延在する凹部が凹設される。
前記凹部の長手方向の垂直断面は、長方形又は台形である。
前記凹部の長手方向の垂直断面の側辺は、前記浸漬ノズルの長手方向に平行であり又は前記浸漬ノズルの長手方向を基準として0度を越え50度以下外側へ傾斜している。
前記凹部は、その長手方向の垂直断面の内角であって、ノズル内側底面に対して遠い側のものが90度以上140度以下となるように形成されている。
前記凹部の長手方向の垂直断面の深さhと、前記浸漬ノズルの内径Dと、の比であるh/Dは、0.1≦h/D≦1.0の範囲内である。
前記凹部の長手方向の垂直断面の下辺の幅yと、前記吐出孔の内周側開口端の開口幅Yと、の比であるy/Yは、0.4≦y/Y≦1.0の範囲内である。
平面視においてノズル内径の中心点と吐出孔の開口中心とを結ぶ方向である前記吐出孔の方向と、前記凹部の長手方向と、が成す角度θ2と、前記吐出孔の方向と、前記吐出孔の内周側開口端の側辺と前記浸漬ノズルの軸心とを結ぶ面と、が成す角度θ3と、の比であるθ2/θ3は、0≦θ2/θ3≦1.0の範囲内である。
ただし、上記『長方形又は台形』は、その角部に円弧が形成されているものも含むものとする。
According to the 1st viewpoint of this invention, the immersion nozzle comprised as follows is provided.
A pair of opposing discharge holes are drilled in the vicinity of the inner bottom surface of the nozzle, and a recess extending in the nozzle radial direction is formed in the inner bottom surface of the nozzle.
The vertical cross section in the longitudinal direction of the recess is rectangular or trapezoidal.
The side of the vertical cross section in the longitudinal direction of the recess is parallel to the longitudinal direction of the immersion nozzle or is inclined more than 0 degree and 50 degrees or less with respect to the longitudinal direction of the immersion nozzle .
The concave portion is an inner angle of a vertical cross section in the longitudinal direction, and is formed so that a portion far from the inner bottom surface of the nozzle is 90 degrees or more and 140 degrees or less.
The ratio h / D, which is the ratio of the depth h of the vertical cross section in the longitudinal direction of the concave portion to the inner diameter D of the immersion nozzle, is in the range of 0.1 ≦ h / D ≦ 1.0.
Y / Y which is a ratio of the width y of the lower side of the vertical cross section in the longitudinal direction of the concave portion and the opening width Y of the inner circumferential side opening end of the discharge hole is 0.4 ≦ y / Y ≦ 1.0. Is within the range.
And the direction of the discharge port is a direction connecting the opening center of the center point and the discharge hole of the nozzle inner diameter in a plan view, a longitudinal direction of the recess, the angle θ2 formed by the the direction of the discharge hole, the Θ2 / θ3, which is the ratio of the angle θ3 formed by the surface connecting the side of the inner peripheral opening end of the discharge hole and the axis of the immersion nozzle, is in the range of 0 ≦ θ2 / θ3 ≦ 1.0 Is within.
However, the “rectangular shape or trapezoidal shape” includes those in which arcs are formed at the corners.

これにより、鋳造開始時におけるスプラッシュ現象を抑制できると共に、溶鋼吐出流の鋳型厚み方向の偏流を大幅に軽減できる。   Thereby, the splash phenomenon at the start of casting can be suppressed, and the drift of the molten steel discharge flow in the mold thickness direction can be greatly reduced.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る浸漬ノズルの縦断面図であり、図2は図1における2−2線矢視断面図である。また、図3は図1におけるA部拡大図であり、図4は図1における4−4線矢視断面図である。また、図5は図2に類似する図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an immersion nozzle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along line 2-2 in FIG. 3 is an enlarged view of portion A in FIG. 1, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line 4-4 in FIG. FIG. 5 is a view similar to FIG.

本実施形態において連続鋳造用浸漬ノズル(以下、単に浸漬ノズルと称する。)100は、図1及び図2に示すように、有底の略円筒状に形成されており、ノズル内側底面1の近傍に一対の対向する吐出孔2・2が穿孔されている(図4も併せて参照)。   In the present embodiment, a continuous casting immersion nozzle (hereinafter simply referred to as an immersion nozzle) 100 is formed in a substantially cylindrical shape with a bottom, as shown in FIGS. A pair of opposed discharge holes 2 and 2 are perforated (see also FIG. 4).

前記吐出孔2・2は、図1に示す如くその穿孔方向の垂直断面が略矩形であって、図2に示す如く前記浸漬ノズル100の軸心から離れるにつれて扇状に広がるように、また、図4に示す如く若干斜め下向きに形成されている。
また本実施形態において前記浸漬ノズル100は、図1に示す如く前記吐出孔2・2の内周側開口端2a・2aの下辺と、前記ノズル内側底面1と、が前記浸漬ノズル100の軸心方向において一致するように構成されている。
As shown in FIG. 1, the discharge holes 2 and 2 have a substantially rectangular vertical cross section in the drilling direction, and as shown in FIG. 2, the discharge holes 2 and 2 expand in a fan shape as they move away from the axis of the immersion nozzle 100. 4 is formed slightly obliquely downward.
Further, in the present embodiment, the immersion nozzle 100 is configured such that the lower side of the inner peripheral side opening ends 2a and 2a of the discharge holes 2 and 2 and the nozzle inner bottom surface 1 are the axis of the immersion nozzle 100 as shown in FIG. It is comprised so that it may correspond in a direction.

前記ノズル内側底面1には、図1及び図2、図4に示す如く、前記浸漬ノズル100の直径方向に延在し、且つその長手方向長さが前記浸漬ノズル100の内径Dと略一致する凹部4が凹設されている。   As shown in FIGS. 1, 2, and 4, the nozzle inner bottom surface 1 extends in the diameter direction of the immersion nozzle 100, and its longitudinal length substantially coincides with the inner diameter D of the immersion nozzle 100. A recess 4 is provided.

前記凹部4の長手方向の垂直断面は、図1及び図3に示す如く、長方形又は台形に形成されている。なお、この「長方形又は台形」は、図1及び図3に示す如く、その角部に円弧が形成されているものも含むものとする。 The vertical cross section of the concave portion 4 in the longitudinal direction is formed in a rectangular or trapezoidal shape as shown in FIGS. The “rectangular shape or trapezoidal shape” includes those in which arcs are formed at the corners as shown in FIGS. 1 and 3.

前記凹部4の長手方向の垂直断面の側辺4aは、図3に示す如く、前記浸漬ノズル100の長手方向(即ち鉛直方向)に平行であり又は前記浸漬ノズル100の長手方向を基準として0度を越え50度以下外側へ傾斜して形成されている。換言すれば、前記側辺4aの外側傾斜角θ1は0度以上50度以下であって、当該外側傾斜角θ1が0度の場合(前記凹部4の長手方向の垂直断面の側辺4aが、前記浸漬ノズル100の長手方向に平行である場合)は、前記凹部4の長手方向の垂直断面は長方形であるともいえる。さらに換言すれば、前記凹部4は、その長手方向の垂直断面の内角であって前記ノズル内側底面1に対して遠い側のものが90度以上140度以下となるように形成されている。 As shown in FIG. 3, the side 4a of the vertical section of the concave portion 4 in the longitudinal direction is parallel to the longitudinal direction of the immersion nozzle 100 (that is, the vertical direction) or 0 degrees with respect to the longitudinal direction of the immersion nozzle 100. And is inclined to the outside by 50 degrees or less. In other words, when the outer side inclination angle θ1 of the side edge 4a is not less than 0 degrees and not more than 50 degrees and the outer side inclination angle θ1 is 0 degree (the side edge 4a in the vertical section of the longitudinal direction of the recess 4 is In the case of being parallel to the longitudinal direction of the immersion nozzle 100) , it can be said that the vertical cross section of the concave portion 4 is rectangular. In other words, the concave portion 4 is formed so that the inner corner of the longitudinal section in the longitudinal direction and the far side with respect to the nozzle inner bottom surface 1 is 90 degrees or more and 140 degrees or less.

また本図に示す如く、前記凹部4の長手方向の垂直断面の深さhと、前記浸漬ノズル100の内径Dと、の比であるh/Dは、0.1≦h/D≦1.0の範囲内となるように構成されている。   Further, as shown in the figure, h / D which is a ratio of the depth h of the vertical cross section in the longitudinal direction of the recess 4 and the inner diameter D of the immersion nozzle 100 is 0.1 ≦ h / D ≦ 1. It is comprised so that it may become in the range of 0.

また本図に示す如く、前記凹部4の長手方向の垂直断面の下辺の幅yと、前記吐出孔2・2の内周側開口端2a・2aの開口幅Yと、の比であるy/Yは、0.4≦y/Y≦1.0の範囲内となるように構成されている。なお、本図において前記比y/Yは、約0.3である。   Further, as shown in this figure, y / is the ratio of the width y of the lower side of the vertical section of the recess 4 in the longitudinal direction and the opening width Y of the inner peripheral side opening ends 2a and 2a of the discharge holes 2 and 2. Y is configured to be within a range of 0.4 ≦ y / Y ≦ 1.0. In the figure, the ratio y / Y is about 0.3.

なお、本図に示す如く本実施形態において、前記凹部4の長手方向の垂直断面の角部には、0≦R1≦y/2の範囲内である半径R1の円弧が形成されていてもよい。例えば前記凹部4の長手方向の垂直断面の下辺は、平坦状な部分のない完全な円弧状であってもよい(このとき、R1は約y/2)。なお、本実施形態において前記半径R1は図3に示す如く約y/3である。
なお前述の如く符号yは前記凹部4の長手方向の垂直断面の下辺の幅であるとしたが、本図に示す如く当該垂直断面の角部が円弧状に形成されている場合は、前記幅yを、当該下辺と一の前記側辺4aとの第1仮想交点と、同じく当該下辺と他の前記側辺4aとの第2仮想交点と、の間の距離として定義するものとする。
In the present embodiment, as shown in the figure, an arc having a radius R1 within the range of 0 ≦ R1 ≦ y / 2 may be formed at the corner of the vertical section of the recess 4 in the longitudinal direction. . For example, the lower side of the vertical cross section in the longitudinal direction of the concave portion 4 may be a complete arc without a flat portion (in this case, R1 is about y / 2). In the present embodiment, the radius R1 is about y / 3 as shown in FIG.
Note that, as described above, the symbol y is the width of the lower side of the vertical section of the recess 4 in the longitudinal direction. However, when the corner of the vertical section is formed in an arc shape as shown in FIG. y is defined as the distance between the first virtual intersection of the lower side and the one side 4a and the second virtual intersection of the lower side and the other side 4a.

また例えば図5に示す如く、平面視において浸漬ノズル100の内径の中心点と前記吐出孔2・2の開口中心とを結ぶ方向である前記吐出孔2・2の方向と、前記凹部4の長手方向と、が成す角度θ2と、前記吐出孔2・2の方向と、前記吐出孔2・2の内周側開口端2a・2aの側辺と前記浸漬ノズル100の軸心とを結ぶ面と、が成す角度θ3と、の比であるθ2/θ3は、0≦θ2/θ3≦1.0の範囲内となるように構成されている。本実施形態において前記比θ2/θ3は図2に示す如く略ゼロである。 For example, as shown in FIG. 5, the direction of the discharge holes 2, 2, which is a direction connecting the center point of the inner diameter of the immersion nozzle 100 and the center of the discharge holes 2, 2 in plan view, and the length of the recess 4 surface connecting the direction, the angle θ2 formed by the direction toward said discharge port 2-2, sides of the discharge holes 2.2 on the inner peripheral side opening end 2a, 2a and the axis of said immersion nozzle 100 , Θ2 / θ3, which is a ratio of the angle θ3 formed by the above, is configured to be in a range of 0 ≦ θ2 / θ3 ≦ 1.0. In the present embodiment, the ratio θ2 / θ3 is substantially zero as shown in FIG.

次に、本実施形態の作動を説明する。   Next, the operation of this embodiment will be described.

本実施形態に係る浸漬ノズル100は、例えば連続鋳造機において、図示しないタンディッシュに一時的に貯められた溶鋼を、鋳片のシェルを形成するための鋳型へ注湯するためのガイドとして用いられるものである。   The immersion nozzle 100 according to the present embodiment is used as a guide for pouring molten steel temporarily stored in a tundish (not shown) into a mold for forming a slab shell, for example, in a continuous casting machine. Is.

前記浸漬ノズル100は、鋳造開始前に予め前記タンディッシュの槽底に着脱可能に、且つ、その吐出孔2・2が前記鋳型の狭面と略対面するように取り付けられる。
次に、前記浸漬ノズル100が取り付けられた前記タンディッシュが所定位置まで降下されることで、当該浸漬ノズル100が前記鋳型内へ適宜の深さまで挿入される。
次いで、前記連続鋳造機内に、鋳片を引き抜くためのダミーバ(不図示)が挿入される。
そして、前記タンディッシュの槽底に設けられるスライドバルブ(不図示)が適宜に開口される。これにより、前記タンディッシュ内に保持されている溶鋼が前記浸漬ノズル100を介して前記鋳型へ注湯され始める。
次いで、鋳型内で冷却されて形成される鋳片は、適宜の鋳造速度で、前記ダミーバに引き抜かれていく。これにより、連続的な鋳造が開始されるようになっている。
The immersion nozzle 100 is detachably attached to the tundish tank bottom in advance before the start of casting, and is attached so that the discharge holes 2 and 2 substantially face the narrow surface of the mold.
Next, the tundish to which the immersion nozzle 100 is attached is lowered to a predetermined position, whereby the immersion nozzle 100 is inserted into the mold to an appropriate depth.
Next, a dummy bar (not shown) for pulling out the slab is inserted into the continuous casting machine.
Then, a slide valve (not shown) provided at the bottom of the tundish is appropriately opened. As a result, molten steel held in the tundish starts to be poured into the mold through the immersion nozzle 100.
Next, the slab formed by cooling in the mold is drawn out to the dummy bar at an appropriate casting speed. Thereby, continuous casting is started.

以下、本実施形態に係る前記浸漬ノズル100内の溶鋼流を、比較例と対比させながら説明する。図は従来の浸漬ノズルの縦断面図であって、そのノズル内の溶鋼流が模式的に表されているものであり、図は図1に類似する図であって、同様に、そのノズル内の溶鋼流が模式的に表されているものである。なお、これら図及び図においては、説明の便宜上、図中の内周側開口端の内側に現れる、吐出孔の外周側開口端は図略されている。 Hereinafter, the molten steel flow in the immersion nozzle 100 according to the present embodiment will be described in comparison with a comparative example. FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a conventional immersion nozzle, schematically showing a molten steel flow in the nozzle, and FIG. 7 is a view similar to FIG. The molten steel flow in the nozzle is schematically represented. 6 and 7 , for convenience of explanation, the outer peripheral side opening end of the discharge hole that appears inside the inner peripheral side opening end in the drawing is omitted.

(a)に示す如く従来の浸漬ノズルでは、鋳型厚み方向の速度勾配を有する溶鋼が注湯されると、または何らかの原因により注湯された溶鋼に鋳型厚み方向の速度勾配が生じると、湯溜り部内に生じる溶鋼の圧力差に起因して、当該湯溜り部を鋳型厚み方向へ横切る溶鋼流れが生じてしまう。そして、図(b)に示す如く、この横切る溶鋼流れは、鋳型幅方向と平行な軸を有する回転流を誘起し、その結果、前記浸漬ノズルの吐出孔からの溶鋼吐出流に鋳型厚み方向の偏流が生じてしまう。
一方、図に示す如く本実施形態に係る浸漬ノズル100には、上記比較例のようには湯溜り部は形成されておらず、その代わりに、前述した如く前記ノズル内側底面1に径方向に延在する凹部4であって、その幅(y)が少なくとも前記吐出孔2・2の内周側開口端2a・2aの開口幅Yよりも小さいものが凹設されている(図3も併せて参照)。従って、例え、鋳型厚み方向の速度勾配を有する溶鋼が注湯されたとしても、または何らかの原因により注湯された溶鋼に鋳型厚み方向の速度勾配が生じたとしても、前記の回転流を誘起する前記の横切る溶鋼流れが極めて発生し難くなっており、溶鋼吐出流が前記吐出孔2・2の穿孔方向に沿ったかたちで吐出されるようになっている。これにより、上記従来の浸漬ノズルと比較して、本実施形態に係る浸漬ノズル100は、溶鋼吐出流の鋳型厚み方向の偏流を大幅に軽減できるのである。併せて、前記凹部4が前記ノズル内側底面1に適宜に凹設されることにより、前述した鋳造開始時におけるスプラッシュ現象も抑制できるようになっている。
In the conventional immersion nozzle as shown in FIG. 6 (a), when molten steel having a velocity gradient in the mold thickness direction is poured, or when a velocity gradient in the mold thickness direction is generated in the molten steel for some reason, Due to the pressure difference of the molten steel generated in the hot water pool portion, a molten steel flow that crosses the hot water pool portion in the mold thickness direction is generated. Then, as shown in FIG. 6 (b), this transverse molten steel flow induces a rotating flow having an axis parallel to the mold width direction, and as a result, the molten steel discharge flow from the discharge hole of the immersion nozzle has a mold thickness direction. Drift will occur.
On the other hand, as shown in FIG. 7 , the immersion nozzle 100 according to the present embodiment is not formed with a hot water reservoir as in the comparative example, and instead, the nozzle inner bottom surface 1 is radially arranged as described above. A recess 4 extending in the shape of the recess 4 is provided with a width (y) smaller than at least the opening width Y of the inner peripheral opening ends 2a and 2a of the discharge holes 2 and 2 (also in FIG. 3). See also). Therefore, even if molten steel having a velocity gradient in the mold thickness direction is poured, or even if a molten steel having a velocity gradient in the mold thickness direction is generated in the molten steel for some reason, the rotational flow is induced. The crossed molten steel flow is very difficult to generate, and the molten steel discharge flow is discharged in the form of the discharge holes 2 and 2 in the drilling direction. Thereby, compared with the said conventional immersion nozzle, the immersion nozzle 100 which concerns on this embodiment can reduce significantly the drift of the mold thickness direction of a molten steel discharge flow. In addition, the concave portion 4 is appropriately provided in the inner bottom surface 1 of the nozzle so that the splash phenomenon at the start of casting described above can be suppressed.

以下、本実施形態に係る浸漬ノズル100の技術的効果を確認するための試験、即ち、溶鋼吐出流の鋳型厚み方向の偏流やスプラッシュ現象を評価対象とする第1確認試験と、前述した凝固遅れを評価対象とする第2確認試験と、に関して説明する。上述した各数値範囲などは、相互に密接に関連する下記の第1及び第2の確認試験により合理的に裏付けられている。   Hereinafter, a test for confirming the technical effect of the submerged nozzle 100 according to the present embodiment, that is, a first confirmation test for evaluating the drift and splash phenomenon in the mold thickness direction of the molten steel discharge flow, and the solidification delay described above. Will be described with reference to the second confirmation test. Each numerical range described above is reasonably supported by the following first and second confirmation tests that are closely related to each other.

<第1確認試験>
本試験では、下記表1に示す如く、形状や大きさの異なる様々な凹部を浸漬ノズルのノズル内側底面に凹設し、溶鋼の代わりに水を用いた吐出実験を行い、水吐出流の鋳型厚み方向の偏流やスプラッシュ現象を評価し、これらの評価に基づいて前記凹部の形状や大きさを総合的に評価した。
<First confirmation test>
In this test, as shown in Table 1 below, various recesses with different shapes and sizes were formed in the bottom surface inside the nozzle, and a discharge experiment using water instead of molten steel was conducted. The drift in the thickness direction and the splash phenomenon were evaluated, and the shape and size of the recesses were comprehensively evaluated based on these evaluations.

(偏流の評価)
上記表1における『偏流』の評価は、具体的に、以下のように行われたものである。図は浸漬ノズルの正面図である。
即ち、図に示す如く浸漬ノズルの吐出孔から吐出される水吐出流の流速を適宜の流速検出装置(例えば、電磁流速計など)を用いて碁盤状に9点、計測した。その計測結果の一例を図及び図10に示す。
そして、上記計測結果のうち、下行右列と下行左列との速度差を算出し(図太線丸印参照)、その絶対値が0.2m/s未満であるときを「○(偏流無し)」とし、同じく0.2m/s以上であるときを「×(偏流有り)」と評価した。
(Evaluation of drift)
The evaluation of “drift” in Table 1 is specifically performed as follows. FIG. 8 is a front view of the immersion nozzle.
That is, as shown in FIG. 8 , the flow rate of the water discharge flow discharged from the discharge hole of the immersion nozzle was measured at 9 points in a checkerboard shape using an appropriate flow rate detection device (for example, an electromagnetic current meter). An example of the measurement results shown in FIGS.
And among the measurement results, the speed difference between the lower right column and the lower left column is calculated (see the thick circle in FIG. 8 ), and when the absolute value is less than 0.2 m / s, “○ (no drift) ”), And when it was 0.2 m / s or more, it was evaluated as“ × (with drift) ”.

(スプラッシュ現象の評価)
ここで、上記の「スプラッシュ現象」とは、前述の如く、鋳造開始時において浸漬ノズルに注湯された溶鋼がその底面に勢いよく当たることで跳ね上がるように吐出される現象のことをいうが、それに限らず、浸漬ノズルの吐出孔から下方へ向かって溶鋼が勢いよく吐出されて鋳型内に予め挿入されているダミーバの上端面と鋳型の狭面とを介して跳ね上がってしまう現象をも含むものである。
上記表1における「飛散高さ」とは前者の現象に係るものであり、同じく表1における「気泡潜り深さ」とは後者の現象に係るものである。なお、後者の現象は、吐出孔から下向きに吐出される水流の強さ(気泡潜り深さ)を評価することにより間接的に評価した。なお、これらスプラッシュ現象は、生産性が低下するなどの理由から好ましくないとされる。
(Evaluation of splash phenomenon)
Here, as described above, the `` splash phenomenon '' refers to a phenomenon that the molten steel poured into the immersion nozzle at the start of casting is discharged so as to jump up by vigorously hitting the bottom surface. Not only that, but also includes a phenomenon in which molten steel is vigorously discharged downward from the discharge hole of the immersion nozzle and jumps up through the upper end surface of the dummy bar and the narrow surface of the mold that are inserted in advance into the mold. .
The “scattering height” in Table 1 relates to the former phenomenon, and the “bubble dive depth” in Table 1 also relates to the latter phenomenon. The latter phenomenon was indirectly evaluated by evaluating the strength of the water flow discharged downward from the discharge hole (bubble dive depth). Note that these splash phenomena are not preferable because of a decrease in productivity.

上記表1の「飛散高さ」の評価は、具体的に、以下のように行われたものである。図11は浸漬ノズルの側面図である。
即ち、図11に示す如く浸漬ノズルの吐出孔から上方に向かって吐出されて飛散する水滴の到達高さを、当該吐出孔の外周側開口端の上辺を基準として、目視により計測した。
そして、この到達高さが15cm未満であるときを「○(飛散高さ小)」とし、同じく15cm以上であるときを「×(飛散高さ大)」と評価した。
The evaluation of the “scattering height” in Table 1 is specifically performed as follows. FIG. 11 is a side view of the immersion nozzle.
That is, as shown in FIG. 11 , the arrival height of water droplets discharged and scattered upward from the discharge hole of the immersion nozzle was measured visually with reference to the upper side of the outer peripheral opening end of the discharge hole.
And when this reach | attainment height was less than 15 cm, it was set as "(circle) (scattering height small)", and when it was 15 cm or more similarly, it evaluated as "* (scattering height high)".

一方、上記表1の「気泡潜り深さ」の評価は、具体的に、以下のように行われたものである。
即ち、図11に示す如く浸漬ノズルの下方に、当該浸漬ノズルの下端に対する鉛直方向距離が5cmとなるように水面高さが調整された水槽を設置し、浸漬ノズルの吐出孔から下方へ向かって勢いよく吐出された水吐出流が巻き込む気泡の到達深さを、当該水面を基準として、目視により測定した。
そして、この到達深さが35cm未満であるときを「○(気泡潜り深さ小)」とし、同じく35cm以上であるときを「×(気泡潜り深さ大)」と評価した。
なお、この到達深さを記録する観測対象は、水吐出流により巻き込まれた気泡のうち、
その径が5mm以上のものに限定した。
On the other hand, the evaluation of the “bubble dive depth” in Table 1 is specifically performed as follows.
That is, as shown in FIG. 11 , a water tank whose water surface height is adjusted so that the vertical distance to the lower end of the immersion nozzle is 5 cm is installed below the immersion nozzle, and downward from the discharge hole of the immersion nozzle. The arrival depth of the bubbles in which the water discharge flow discharged vigorously was measured was measured visually with reference to the water surface.
And when this reach | attainment depth was less than 35 cm, it was set as "(circle) (bubble dive depth small)", and when it was 35 cm or more similarly, it evaluated as "* (bubble dive depth is large)."
In addition, the observation object which records this reaching depth is the bubble entrained by the water discharge flow,
The diameter was limited to 5 mm or more.

そして、上記表1の「総合評価」とは、上記の「偏流」及び「飛散高さ」、「気泡潜り深さ」に関する評価がすべて良好(即ち、「○」)となったか否かに基づいて判断されるものである。   The “comprehensive evaluation” in Table 1 above is based on whether or not all the evaluations regarding the “drift”, “scattering height”, and “bubble dive depth” are good (that is, “◯”). Is to be judged.

<第1確認試験(A):比h/D>
上記実施形態に係る前記浸漬ノズル100の前記凹部4が溶鋼吐出流の鋳型厚み方向の偏流と前述のスプラッシュ現象を軽減/抑制する効果の原理に関しては図及び図に基づいて前述した如くである。
本試験は、前記比h/Dが前記のスプラッシュ現象に及ぼす影響を確認するための試験である(図3も併せて参照)。本試験の試験結果を図12に示す。
なお、本試験において前記比y/Yは0.5に、前記外側傾斜角θ1は0度に、前記比θ2/θ3は0に、前記比x/Xは0に、前記半径R1は0mmに、水流量は550L/minに、夫々設定した。
本図によれば、前記比h/Dが特に0.1以上である場合において前記のスプラッシュ現象が良好に抑制されていることが判る。
一方、前記比h/Dが大きくなるにつれて、前記浸漬ノズルの折損に対する強度を確保し難くなるので、当該比h/Dは実操業上、1.0以下であることが好ましいと言える。
<First Confirmation Test (A): Ratio h / D>
In as the recesses 4 of the immersion nozzle 100 is described above with reference to FIGS. 6 and 7 with respect to the principles of the relief / effect of suppressing the splash phenomenon of the foregoing and drift of the mold thickness direction of the molten steel discharge flow according to the embodiment is there.
This test is a test for confirming the influence of the ratio h / D on the splash phenomenon (see also FIG. 3). The test results of this test are shown in FIG. 12.
In this test, the ratio y / Y is 0.5, the outer inclination angle θ1 is 0 degree, the ratio θ2 / θ3 is 0, the ratio x / X is 0, and the radius R1 is 0 mm. The water flow rate was set to 550 L / min, respectively.
According to this figure, it can be seen that the splash phenomenon is satisfactorily suppressed when the ratio h / D is particularly 0.1 or more.
On the other hand, as the ratio h / D increases, it becomes difficult to ensure the strength against breakage of the immersion nozzle. Therefore, it can be said that the ratio h / D is preferably 1.0 or less in actual operation.

<第1確認試験(B):比y/Y(1)>
本試験は、前記比y/Yが前記の偏流を軽減する効果に及ぼす影響を確認するための試験である(図3も併せて参照)。本試験の試験結果を図13に示す。
なお、本試験において前記比h/Dは0.3に、前記外側傾斜角θ1は0度に、前記比θ2/θ3は0に、前記比x/Xは0に、前記半径R1は0mmに、水流量は550L/minに、夫々設定した。
本図によれば、前記比y/Yが特に0≦y/Y≦1.0の範囲内において、前記の偏流を軽減する効果が良好に奏されていることが判る(図や図も併せて参照)。
<First Confirmation Test (B): Ratio y / Y (1)>
This test is a test for confirming the influence of the ratio y / Y on the effect of reducing the drift (see also FIG. 3). The test results of this test are shown in FIG. 13.
In this test, the ratio h / D is 0.3, the outer inclination angle θ1 is 0 degree, the ratio θ2 / θ3 is 0, the ratio x / X is 0, and the radius R1 is 0 mm. The water flow rate was set to 550 L / min, respectively.
According to the figure, it can be seen that the effect of reducing the drift is excellent when the ratio y / Y is in the range of 0 ≦ y / Y ≦ 1.0 (see FIGS. 6 and 7) . See also).

<第1確認試験(C):比y/Y(2)>
本試験は、前記比y/Yが前記のスプラッシュ現象を抑制する効果に及ぼす影響を確認するための試験である(図3も併せて参照)。本試験の試験結果を図14に示す。
なお、上記の第1確認試験(B)と同様に、本試験において前記比h/Dは0.3に、前記外側傾斜角θ1は0度に、前記比θ2/θ3は0に、前記比x/Xは0に、前記半径R1は0mmに、水流量は550L/minに、夫々設定した。
本図によれば、前記比y/Yが特に0.4≦y/Y≦1.0の範囲内において、前記のスプラッシュ現象を抑制する効果が良好に奏されていることが判る。
<First Confirmation Test (C): Ratio y / Y (2)>
This test is a test for confirming the influence of the ratio y / Y on the effect of suppressing the splash phenomenon (see also FIG. 3). The test results of this test are shown in FIG. 14.
As in the first confirmation test (B), the ratio h / D is 0.3, the outer inclination angle θ1 is 0 degrees, the ratio θ2 / θ3 is 0, and the ratio h / D is 0. x / X was set to 0, the radius R1 was set to 0 mm, and the water flow rate was set to 550 L / min.
According to the figure, it can be seen that the effect of suppressing the splash phenomenon is excellent when the ratio y / Y is in the range of 0.4 ≦ y / Y ≦ 1.0.

次に、前記比y/Yが上記の範囲内でなければ前述のスプラッシュ現象を良好に抑制できない理由を、図15及び図16に基づいて説明する。図15及び図16は夫々図及び図に類似する図である。
即ち、図15(a)に示す如く前記比y/Yが1.0よりも大きい場合(より具体的には、浸漬ノズルの底部に略円柱状の前述した湯溜り部が形成されている場合)は、図(a)と同様に鋳型幅方向と平行な軸を有する回転流が発生してしまい、本図(図15(a))において白抜き矢印で示す方向(対角方向)へ溶鋼が勢いよく吐出されてしまうからである。それ故、図14に示す如く前記比y/Yが1.0以上のとき、飛散高さも気泡潜り深さも何れも著しく大きな値となっているのである。
一方、図15(b)に示す如く前記比y/Yが0.4よりも小さい場合は、前記凹部が十分には確保されないので、溶鋼が、確保されるべき凹部によってその勢いが減ぜられることなく、直接的に吐出孔から下方へ向かって吐出されてしまうからである。それ故、図14に示す如く前記比y/Yが0.4未満のとき、気泡潜り深さが著しく大きな値となっているのである。
これに対し、図16に示す如く前記比y/Yが0.4≦y/Y≦1.0の場合は、図15(a)に示すような回転流は発生し難くなっているし、適度に凹部が確保されることで溶鋼が吐出孔から吐出される前に適宜に分岐/分散されて浸漬ノズルの内周面に衝突したりしてその勢いが減ぜられるから、前記の飛散高さと気泡潜り深さとが同時に抑制されるのである。
Then, the ratio y / Y is why it is not possible to satisfactorily suppress the splash phenomenon described above if not within the above range will be described with reference to FIGS. 15 and 16. 15 and 16 are similar to FIGS. 6 and 7 , respectively.
That is, when the ratio y / Y as shown in FIG. 15 (a) is in the large case (more specifically than 1.0, the hot water reservoir portion substantially cylindrical described above the bottom of the immersion nozzle is formed ), A rotating flow having an axis parallel to the mold width direction is generated in the same manner as in FIG. 6 (a), and in the direction (diagonal direction) indicated by the white arrow in this figure (FIG. 15 (a)). It is because molten steel is discharged vigorously. Therefore, as shown in FIG. 14 , when the ratio y / Y is 1.0 or more, both the scattering height and the bubble dive depth are remarkably large values.
On the other hand, if the ratio y / Y as shown in FIG. 15 (b) is less than 0.4, since the recess is not sufficiently secured, molten steel is subtracted its momentum by the recess to be secured This is because the ink is discharged directly from the discharge hole downward. Therefore, as shown in FIG. 14 , when the ratio y / Y is less than 0.4, the bubble dive depth is a remarkably large value.
In contrast, if the ratio y / Y as shown in Figure 16 is 0.4 ≦ y / Y ≦ 1.0, rotational flow as shown in FIG. 15 (a) to have become hard to occur, By appropriately securing the concave portion, the molten steel is appropriately branched / dispersed before being discharged from the discharge hole, and the momentum is reduced by colliding with the inner peripheral surface of the immersion nozzle. And the bubble dive depth are suppressed at the same time.

上記の第1確認試験(B)及び(C)の試験結果を踏まえると、前記比y/Yが特に0.4≦y/Y≦1.0の範囲内において、前記の偏流を軽減する効果が十分に奏されると共に前記のスプラッシュ現象が良好に抑制されることが判る。   In light of the test results of the first confirmation tests (B) and (C), the effect of reducing the drift is particularly when the ratio y / Y is in the range of 0.4 ≦ y / Y ≦ 1.0. It can be seen that the above-described splash phenomenon is satisfactorily suppressed.

<第1確認試験(D):外側傾斜角θ1>
本試験は、前記外側傾斜角θ1が前記の偏流を軽減する効果に及ぼす影響を確認するための試験である(図3も併せて参照)。本試験の試験結果を図17に示す。
なお、本試験において前記比h/Dは0.3に、前記比y/Yは0.5に、前記比θ2/θ3は0に、前記比x/Xは0に、前記半径R1は0mmに、水流量は550L/minに、夫々設定した。
本図によれば、前記外側傾斜角θ1が特に0≦θ1[度]≦50の範囲内において、上記の偏流を軽減する効果が良好に奏されていることが判る。
<First Confirmation Test (D): Outside Inclination Angle θ1>
This test is a test for confirming the influence of the outer inclination angle θ1 on the effect of reducing the drift (see also FIG. 3). The test results of this test are shown in Figure 17.
In this test, the ratio h / D is 0.3, the ratio y / Y is 0.5, the ratio θ2 / θ3 is 0, the ratio x / X is 0, and the radius R1 is 0 mm. The water flow rate was set to 550 L / min.
According to this figure, it can be seen that the effect of reducing the above-described drift is satisfactorily achieved when the outer inclination angle θ1 is in the range of 0 ≦ θ1 [degree] ≦ 50.

次に、前記外側傾斜角θ1が上記の範囲内であることが前記の偏流を軽減する効果を奏する上で好ましいとされる理由を図18に基づいて説明する。図18は、図に類似する図である。
即ち、図18(a)に示す如く前記外側傾斜角θ1が50度より大きい場合は、前記凹部4の側辺4aが左右に大きく開くこととなるので、鋳型厚み方向の速度勾配を有する溶鋼が注湯されると、または何らかの原因により注湯された溶鋼に鋳型厚み方向の速度勾配が生じると、凹部内に生じる溶鋼の圧力差に起因して、当該凹部を鋳型厚み方向へ横切る溶鋼流れが生じてしまうからである(図(a)及び(b)も併せて参照)。
また、図示しないが、前記外側傾斜角θ1が0度よりも小さい場合(負の場合)は、前記凹部が奥に向かって広がる形状となるので、加工が極めて難しく、浸漬ノズルの生産性が著しく低下するから好ましくない。
一方、図18(b)に示す如く前記外側傾斜角θ1が0≦θ1[度]≦50の範囲内(図では略0度)である場合は、前記凹部の側辺(側面)が前述した「鋳型厚み方向へ横切る溶鋼流(図(a)参照)」を遮るように形成されることとなるので、前記の偏流を軽減する効果が効果的に奏されるからである。なお、その結果として、前記凹部の内部は溶鋼が澱んだ状態となると考えられる。
Next, a description will be given of a reason why the outer inclination angle θ1 is preferred in terms of the effect of reducing the drift of the in the range of the Figure 18. Figure 18 is a view similar to FIG.
That is, as shown in FIG. 18 (a), when the outer inclination angle θ1 is larger than 50 degrees, the side 4a of the recess 4 opens to the left and right, so that the molten steel having a velocity gradient in the mold thickness direction is obtained. When a molten steel poured for some reason has a velocity gradient in the mold thickness direction, the molten steel flow crosses the recess in the mold thickness direction due to the pressure difference of the molten steel generated in the recess. occurs because thereby (FIG. 6 (a) and (b) see also together).
Although not shown, when the outer inclination angle θ1 is smaller than 0 degree (in the negative case), the concave portion has a shape that expands toward the back, so that the processing is extremely difficult and the productivity of the immersion nozzle is remarkable. Since it falls, it is not preferable.
On the other hand, if the outer inclination angle .theta.1 as shown in FIG. 18 (b) is in the range of 0 ≦ .theta.1 [degrees] ≦ 50 (substantially 0 ° in the figure), the sides of the recess (side surface) described above since it will be formed so as to block the "molten steel flow across the mold thickness direction (see FIG. 6 (a))", since the effect of reducing the flow distortion is effectively achieved. As a result, it is considered that the inside of the recess is in a state where molten steel is stagnated.

<第1確認試験(E):比θ2/θ3>
本試験は、前記比θ2/θ3が前記の偏流を軽減する効果に及ぼす影響を確認するための試験である(図3も併せて参照)。本試験の試験結果を図19に示す。
なお、本試験において前記比h/Dは0.3に、前記比y/Yは0.5に、前記外側傾斜角θ1は0度に、前記比x/Xは0に、前記半径R1は0mmに、水流量は550L/minに、夫々設定した。
本図によれば、前記比θ2/θ3が特に0≦θ2/θ3≦1.0の範囲内において、上記の偏流を軽減する効果が良好に奏されていることが判る。
<First Confirmation Test (E): Ratio θ2 / θ3>
This test is a test for confirming the influence of the ratio θ2 / θ3 on the effect of reducing the drift (see also FIG. 3). The test results of this test are shown in Figure 19.
In this test, the ratio h / D is 0.3, the ratio y / Y is 0.5, the outer inclination angle θ1 is 0 degrees, the ratio x / X is 0, and the radius R1 is The water flow rate was set to 0 mm and 550 L / min, respectively.
According to this figure, it can be seen that the effect of reducing the above-mentioned drift is satisfactorily achieved when the ratio θ2 / θ3 is in the range of 0 ≦ θ2 / θ3 ≦ 1.0.

次に、前記比θ2/θ3が上記の範囲内であることが前記の偏流を軽減する効果を奏する上で好ましいとされる理由を図20及び図21に基づいて説明する。図20及び図21は何れも図5に類似する図である。
即ち、図20に示す如く前記比θ2/θ3が0≦θ2/θ3≦1.0の範囲内である場合(図では約0.5)は、前記凹部の側辺(側面)が前述した「鋳型厚み方向へ横切る溶鋼流(図(a)参照)」を遮るように(換言すれば、鋳型厚み方向に横切ろうとする溶鋼流れの方向と、前記凹部の長手方向と、が互いに大きな角度を持って交差するように)形成されることとなるので、前記の偏流を軽減する効果が効果的に奏されるからである。なお、その結果として、前記凹部の内部は溶鋼が澱んだ状態となると考えられる。
一方、図21に示す如く前記比θ2/θ3が1.0よりも大きい場合(図では約2.0)は、鋳型厚み方向に横切ろうとする溶鋼流れの方向と、前記凹部の長手方向(延在方向)と、が交差して成す角度が小さくなるので、前記の横切ろうとする溶鋼流れを十分には遮られ難くなるからである。なお、その結果、前記の偏流が発生してしまうのは前述した通りである。
Next, the reason why it is preferable that the ratio θ2 / θ3 is within the above range will be described with reference to FIGS. 20 and 21 . 20 and 21 are both similar to FIG.
That is, as shown in FIG. 20, when the ratio θ2 / θ3 is in the range of 0 ≦ θ2 / θ3 ≦ 1.0 (about 0.5 in the figure), the side (side surface) of the recess is the above-mentioned “ (in other words so as to block the molten steel flow across the mold thickness direction (see FIG. 6 (a)) ", the direction of the molten steel flow to be to cross into the mold thickness direction, the longitudinal direction of the recess, but a large angle to each other This is because the effect of reducing the drift is effectively achieved. As a result, it is considered that the inside of the recess is in a state where molten steel is stagnated.
On the other hand, as shown in FIG. 21, when the ratio θ2 / θ3 is larger than 1.0 (about 2.0 in the figure), the direction of the molten steel flowing across the mold thickness direction and the longitudinal direction of the recess ( This is because the angle formed by intersecting the extending direction) is small, so that it is difficult to sufficiently block the molten steel flow to be crossed. As a result, the above-mentioned drift occurs as described above.

以上の如く、第1確認試験(A)乃至(E)を通じて、上記実施形態に係る浸漬ノズル100の技術的効果が確認されたが、上記各試験の他にも、本発明の発明者が下記の試験を行ったことを併せて報告する。   As described above, the technical effect of the immersion nozzle 100 according to the above embodiment was confirmed through the first confirmation tests (A) to (E). In addition to the above tests, the inventors of the present invention described below. Also report that the test was conducted.

<試験:半径R1>
本試験は、前記半径R1が前記の偏流を軽減する効果に及ぼす影響を調査するための試験である(図3も併せて参照)。本試験の試験結果を図22に示す。
なお、本試験において前記比h/Dは0.3に、前記比y/Yは0.5に、前記外側傾斜角θ1は0度に、前記比θ2/θ3は0に、前記比x/Xは0に、水流量は550L/minに、夫々設定した。
本図によれば、前記半径R1は少なくとも0≦R1≦y/2の範囲内であれば何れに設定しても、上記の偏流を軽減する効果が良好に奏されることが判る。
<Test 1 : Radius R1>
This test is a test for investigating the influence of the radius R1 on the effect of reducing the drift (see also FIG. 3). The test results of this test are shown in Figure 22.
In this test, the ratio h / D is 0.3, the ratio y / Y is 0.5, the outer inclination angle θ1 is 0 degrees, the ratio θ2 / θ3 is 0, and the ratio x / X was set to 0, and the water flow rate was set to 550 L / min.
According to the figure, it can be seen that the effect of reducing the above-mentioned drift is excellent even if the radius R1 is set to any value within the range of at least 0 ≦ R1 ≦ y / 2.

<第2確認試験>
本試験は、従来の浸漬ノズル(比較例)及び本発明に係る浸漬ノズル(実施例)とを用いて実際に中炭素鋼を鋳造してみたものである。その際、鋳型は鋳片幅が1240mmであって鋳片厚さが240mmの型式のものを用い、鋳造速度は1.4m/min又は1.6m/minとした。
そして、鋳造された鋳片の長手方向の垂直断面を観察し、凝固遅れの程度に基づいて本発明に係る浸漬ノズルを評価した。図23は凝固遅れ度に関する説明図であり、図24は本試験の試験結果を示す図である。
<Second confirmation test>
In this test, medium carbon steel was actually cast using a conventional immersion nozzle (comparative example) and an immersion nozzle (example) according to the present invention. At that time, a mold having a slab width of 1240 mm and a slab thickness of 240 mm was used, and a casting speed was set to 1.4 m / min or 1.6 m / min.
And the vertical section of the longitudinal direction of the cast slab was observed, and the immersion nozzle according to the present invention was evaluated based on the degree of solidification delay. FIG. 23 is an explanatory diagram relating to the degree of solidification delay, and FIG. 24 is a diagram showing the test results of this test.

上記の『凝固遅れ度』とは、以下のように測定し求めるものである。即ち、図23に示す如く、第1に、鋳造された鋳片を長手方向に垂直な方向に切断する。そして第2に、この垂直断面に現れている湯模様(ホワイトバンド)と鋳片広面との距離を測定する。より具体的には、鋳片狭面から鋳片広面に沿って5cm離れた箇所と、当該湯模様が当該鋳片広面に最も接近して現れている箇所と、の2箇所において前記距離を測定する。本図において、前者箇所において測定された上記距離が符号Aに相当し、後者箇所において測定された上記距離が符号Bに相当する。そして第3に、距離Aから距離Bを引いて求められる距離を距離Bで除し、上記『凝固遅れ度』は求められる。
なお、上記の『凝固遅れ度』は、上述の如く湯模様と鋳片広面との間の距離を測定して得られた結果に基づいて求められるものと、湯模様と鋳片狭面との間の距離を測定して得られた結果に基づいて求められるものと、が考えられる。図24に示されているグラフには、これら何れの凝固遅れ度もプロットされている。
The “coagulation delay” is obtained by measuring as follows. That is, as shown in FIG. 23 , first, the cast slab is cut in a direction perpendicular to the longitudinal direction. Second, the distance between the hot water pattern (white band) appearing in this vertical section and the slab wide surface is measured. More specifically, the distance is measured at two locations: a location 5 cm away from the slab narrow surface along the slab wide surface and a location where the hot water pattern appears closest to the slab wide surface. To do. In the figure, the distance measured at the former location corresponds to symbol A, and the distance measured at the latter location corresponds to symbol B. Third, the distance obtained by subtracting the distance B from the distance A is divided by the distance B to obtain the “coagulation delay degree”.
In addition, said "solidification delay degree" is calculated | required based on the result obtained by measuring the distance between a hot water pattern and a slab wide surface as mentioned above, and a hot water pattern and a slab narrow surface. It is conceivable that it is obtained based on the result obtained by measuring the distance between them. In the graph shown in FIG. 24 , any of these solidification delays is plotted.

図24によれば、本発明に係る浸漬ノズルを用いると、凝固遅れ度(特にそのうち最大なもの)が、従来の浸漬ノズルと比較すると、何れの鋳造速度においても大幅に改善されていることが判る。 According to FIG. 24, when the immersion nozzle according to the present invention is used, the degree of solidification delay (especially, the maximum) is significantly improved at any casting speed as compared with the conventional immersion nozzle. I understand.

以上説明したように上記実施形態において、連続鋳造用の浸漬ノズル100は、以下のように構成される。
即ち、ノズル内側底面1の近傍に一対の対向する吐出孔2・2が穿孔されるとともに、前記ノズル内側底面1にはノズル径方向に延在する凹部4が凹設される。
前記凹部4の長手方向の垂直断面は、長方形又は台形である。
前記凹部4の長手方向の垂直断面の側辺4aは、前記浸漬ノズル100の長手方向に平行であり又は前記浸漬ノズルの長手方向を基準として0度を越え50度以下外側へ傾斜しており、前記凹部4は、その長手方向の垂直断面の内角であって、ノズル内側底面1に対して遠い側のものが90度以上140度以下となるように形成されている。
前記凹部4の長手方向の垂直断面の深さhと、前記浸漬ノズル100の内径Dと、の比であるh/Dは、0.1≦h/D≦1.0の範囲内である。
前記凹部4の長手方向の垂直断面の下辺の幅yと、前記吐出孔2・2の内周側開口端2a・2aの開口幅Yと、の比であるy/Yは、0.4≦y/Y≦1.0の範囲内である。
平面視においてノズル内径の中心点と吐出孔2・2の開口中心とを結ぶ方向である前記吐出孔2の方向と、前記凹部4の長手方向と、が成す角度θ2と、前記吐出孔2の方向と、前記吐出孔2の内周側開口端2aの側辺と前記浸漬ノズル100の軸心とを結ぶ面と、が成す角度θ3と、の比であるθ2/θ3は、0≦θ2/θ3≦1.0の範囲内である。
なお、前述の如く、上記『長方形又は台形』とは、その角部に円弧が形成されているものも含む。
As described above, in the above-described embodiment, the immersion nozzle 100 for continuous casting is configured as follows.
That is, a pair of opposed discharge holes 2 and 2 are formed in the vicinity of the nozzle inner bottom surface 1, and a concave portion 4 extending in the nozzle radial direction is formed in the nozzle inner bottom surface 1.
The vertical cross section in the longitudinal direction of the recess 4 is rectangular or trapezoidal.
The side 4a of the vertical cross section in the longitudinal direction of the recess 4 is parallel to the longitudinal direction of the immersion nozzle 100, or is inclined to the outside of more than 0 degree and 50 degrees or less with respect to the longitudinal direction of the immersion nozzle , The concave portion 4 is formed so that the inner angle of the vertical cross section in the longitudinal direction is 90 ° or more and 140 ° or less on the side far from the nozzle inner bottom surface 1.
The ratio h / D, which is the ratio of the depth h of the vertical section in the longitudinal direction of the concave portion 4 to the inner diameter D of the immersion nozzle 100, is in the range of 0.1 ≦ h / D ≦ 1.0.
The ratio y / Y between the width y of the lower side of the vertical cross section of the concave portion 4 and the opening width Y of the inner peripheral opening ends 2a and 2a of the discharge holes 2 and 2 is 0.4 ≦ It is in the range of y / Y ≦ 1.0.
And direction towards the discharge hole 2 is a direction connecting the opening center of the center point and the discharge hole 2.2 of the nozzle inner diameter in a plan view, a longitudinal direction of the recess 4, the angle θ2 formed by the discharge hole 2 and direction towards the the surface connecting the sides and the axis of said immersion nozzle 100 of the inner peripheral side opening end 2a of the discharge hole 2, the angle .theta.3 formed by, the ratio a is .theta.2 / .theta.3 of 0 ≦ It is in the range of θ2 / θ3 ≦ 1.0.
As described above, the “rectangular or trapezoidal shape” includes those in which arcs are formed at the corners.

これにより、鋳造開始時におけるスプラッシュ現象を抑制できると共に、溶鋼吐出流の鋳型厚み方向の偏流を大幅に軽減できる(表1参照)。
また、この効果は、溶鋼流量を調節するための前記スライドプレートの開閉方向に影響されることなく奏される。
Thereby, the splash phenomenon at the start of casting can be suppressed, and the drift of the molten steel discharge flow in the mold thickness direction can be greatly reduced (see Table 1).
Moreover, this effect is produced without being influenced by the opening and closing direction of the slide plate for adjusting the molten steel flow rate.

以上の如く、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明に係る浸漬ノズルは、以下の如く適宜に変更することもできる。   As described above, the preferred embodiment of the present invention has been described. However, the immersion nozzle according to the present invention can be appropriately changed as follows.

即ち、上記実施形態において前記浸漬ノズル100は、前記ノズル内側底面1と、前記吐出孔2・2の内周側開口端2a・2aの下辺と、が当該浸漬ノズル100の軸心方向において略一致するように構成されているが、これに限らず、両者が当該軸心方向において相違していても良い。   That is, in the above-described embodiment, the immersion nozzle 100 is configured such that the nozzle inner bottom surface 1 and the lower sides of the inner peripheral side opening ends 2a and 2a of the discharge holes 2 and 2 substantially coincide with each other in the axial direction of the immersion nozzle 100. However, the present invention is not limited to this, and both may be different in the axial direction.

本発明の一実施形態に係る浸漬ノズルの縦断面図。The longitudinal cross-sectional view of the immersion nozzle which concerns on one Embodiment of this invention. 図1における2−2線矢視断面図。FIG. 2 is a sectional view taken along line 2-2 in FIG. 1. 図1におけるA部拡大図。The A section enlarged view in FIG. 図1における4−4線矢視断面図。FIG. 4 is a sectional view taken along line 4-4 in FIG. 図2に類似する図。The figure similar to FIG. 従来の浸漬ノズルの縦断面図。The longitudinal cross-sectional view of the conventional immersion nozzle. 図1に類似する図。The figure similar to FIG. 浸漬ノズルの正面図。The front view of an immersion nozzle. 水吐出流の流速の測定結果の一例を示す図。The figure which shows an example of the measurement result of the flow velocity of a water discharge flow. 水吐出流の流速の測定結果の一例を示す図。The figure which shows an example of the measurement result of the flow velocity of a water discharge flow. 浸漬ノズルの側面図。The side view of an immersion nozzle. 第1確認試験(A)の試験結果を示す図。The figure which shows the test result of a 1st confirmation test (A). 第1確認試験(B)の試験結果を示す図。The figure which shows the test result of a 1st confirmation test (B). 第1確認試験(C)の試験結果を示す図。The figure which shows the test result of a 1st confirmation test (C). に類似する図。Similar to Figure 6. に類似する図。Similar to Figure 7. 第1確認試験(D)の試験結果を示す図。The figure which shows the test result of a 1st confirmation test (D). に類似する図。Similar to Figure 6. 第1確認試験(E)の試験結果を示す図。The figure which shows the test result of a 1st confirmation test (E). 図5に類似する図。The figure similar to FIG. 図5に類似する図。The figure similar to FIG. 参考試験結果を示す図。The figure which shows a reference test result. 凝固遅れ度の説明図。Explanatory drawing of a coagulation delay degree. 第2確認試験の試験結果を示す図。The figure which shows the test result of a 2nd confirmation test.

1 ノズル内側底面
2 吐出孔
2a 吐出孔の内周側開口端
4 凹部
4a 凹部の長手方向の垂直断面の側辺
θ1 外側傾斜角
θ2・θ3 角度
100 浸漬ノズル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Nozzle inner bottom face 2 Discharge hole 2a Inner peripheral side opening end 4 of a discharge hole Recessed part 4a Side edge of the vertical cross section of the recessed part in the longitudinal direction θ1 Outer inclination angle θ2, θ3 Angle 100 Immersion nozzle

Claims (1)

ノズル内側底面の近傍に一対の対向する吐出孔が穿孔されるとともに、前記ノズル内側底面にはノズル径方向に延在する凹部が凹設され、
前記凹部の長手方向の垂直断面は、長方形又は台形であり、
前記凹部の長手方向の垂直断面の側辺は、前記浸漬ノズルの長手方向に平行であり又は前記浸漬ノズルの長手方向を基準として0度を越え50度以下外側へ傾斜しており、
前記凹部は、その長手方向の垂直断面の内角であって、ノズル内側底面に対して遠い側のものが90度以上140度以下となるように形成されており、
前記凹部の長手方向の垂直断面の深さhと、前記浸漬ノズルの内径Dと、の比であるh/Dは、0.1≦h/D≦1.0の範囲内であり、
前記凹部の長手方向の垂直断面の下辺の幅yと、前記吐出孔の内周側開口端の開口幅Yと、の比であるy/Yは、0.4≦y/Y≦1.0の範囲内であり、
平面視においてノズル内径の中心点と吐出孔の開口中心とを結ぶ方向である前記吐出孔の方向と、前記凹部の長手方向と、が成す角度θ2と、前記吐出孔の方向と、前記吐出孔の内周側開口端の側辺と前記浸漬ノズルの軸心とを結ぶ面と、が成す角度θ3と、の比であるθ2/θ3は、0≦θ2/θ3≦1.0の範囲内である、ことを特徴とする浸漬ノズル。
A pair of opposed discharge holes are drilled in the vicinity of the nozzle inner bottom surface, and a recess extending in the nozzle radial direction is provided in the nozzle inner bottom surface,
The vertical cross section in the longitudinal direction of the recess is rectangular or trapezoidal,
The side of the vertical cross section in the longitudinal direction of the recess is parallel to the longitudinal direction of the immersion nozzle or is inclined outwardly from 0 degree to 50 degrees or less with respect to the longitudinal direction of the immersion nozzle ,
The concave portion is an internal angle of a vertical cross section in the longitudinal direction, and is formed so that the one far from the inner bottom surface of the nozzle is 90 degrees or more and 140 degrees or less,
H / D, which is the ratio of the depth h of the vertical cross section in the longitudinal direction of the concave portion and the inner diameter D of the immersion nozzle, is in the range of 0.1 ≦ h / D ≦ 1.0,
Y / Y which is a ratio of the width y of the lower side of the vertical cross section in the longitudinal direction of the concave portion and the opening width Y of the inner circumferential side opening end of the discharge hole is 0.4 ≦ y / Y ≦ 1.0. Within the range of
And the direction of the discharge port is a direction connecting the opening center of the center point and the discharge hole of the nozzle inner diameter in a plan view, a longitudinal direction of the recess, the angle θ2 formed by the the direction of the discharge hole, the Θ2 / θ3, which is the ratio of the angle θ3 formed by the surface connecting the side of the inner peripheral opening end of the discharge hole and the axis of the immersion nozzle, is in the range of 0 ≦ θ2 / θ3 ≦ 1.0 An immersion nozzle, characterized in that
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