JP5293012B2 - Molten metal continuous casting apparatus and molten metal continuous casting method - Google Patents
Molten metal continuous casting apparatus and molten metal continuous casting method Download PDFInfo
- Publication number
- JP5293012B2 JP5293012B2 JP2008224683A JP2008224683A JP5293012B2 JP 5293012 B2 JP5293012 B2 JP 5293012B2 JP 2008224683 A JP2008224683 A JP 2008224683A JP 2008224683 A JP2008224683 A JP 2008224683A JP 5293012 B2 JP5293012 B2 JP 5293012B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- runner
- molten metal
- area
- nozzle
- continuous casting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
Abstract
Description
本発明は、溶融金属、特に溶鋼の連続鋳造において、連続鋳造用ノズル内への非金属介在物の付着を防止することのできる連続鋳造装置及び連続鋳造方法に関するものである。 The present invention relates to a continuous casting apparatus and a continuous casting method capable of preventing adhesion of non-metallic inclusions into a continuous casting nozzle in continuous casting of molten metal, particularly molten steel.
溶融金属の連続鋳造においては、精錬を完了した溶融金属が取鍋に収容され、さらにタンディッシュに移注される。タンディッシュの底部に連続鋳造用ノズルが設置され、タンディッシュ中の溶融金属は、連続鋳造用ノズルを経由して鋳型内に注入される。鋳型内の溶鋼は鋳型による一次冷却で凝固シェルを形成し、引き続いて鋳型の下方に設置された支持セグメントに敷設した冷却ノズルからの散水による二次冷却で凝固を促進して、連続的に鋳片を製造している。 In the continuous casting of molten metal, the molten metal that has been refined is accommodated in a ladle and further transferred to a tundish. A continuous casting nozzle is installed at the bottom of the tundish, and the molten metal in the tundish is injected into the mold via the continuous casting nozzle. The molten steel in the mold forms a solidified shell by the primary cooling by the mold, and then the solidification is promoted by the secondary cooling by the water spray from the cooling nozzle laid on the support segment installed under the mold. Manufacture pieces.
連続鋳造用ノズルを通過して注入する溶融金属量を調整するため、連続鋳造用ノズルにはスライディングノズルあるいはストッパーが設けられ、これらを開閉することによって溶融金属の注入量の制御が行われるが、一般的にストッパーに比べてスライディングノズルを用いた場合の方が溶融金属の注入量の制御性が優れている。また、スライディングノズルを用いた場合、連続鋳造用ノズルは上部ノズル、スライディングノズル、下部ノズル、浸漬ノズルから構成される分割構造となる。 In order to adjust the amount of molten metal to be injected through the continuous casting nozzle, the continuous casting nozzle is provided with a sliding nozzle or stopper, and the injection of molten metal is controlled by opening and closing these. In general, when a sliding nozzle is used, the controllability of the molten metal injection amount is superior to that of a stopper. When a sliding nozzle is used, the continuous casting nozzle has a divided structure including an upper nozzle, a sliding nozzle, a lower nozzle, and an immersion nozzle.
連続鋳造用ノズルのうち、特に鋳型内の溶融金属に浸漬する浸漬ノズルの部分については、溶融金属中に懸濁するAl2O3等の非金属介在物が付着しやすい。Al含有量が高いAlキルド鋼を鋳造する場合に顕著である。浸漬ノズルの内壁のうち、鋳型内溶融金属メニスカス付近に対応する部位、あるいは浸漬ノズル先端の溶融金属吐出口付近に、非金属介在物の付着堆積が起こりやすい。ノズル内壁に非金属介在物が堆積すると、溶融金属の流れが阻害されて鋳造が困難となる。また、ノズル内壁に非金属介在物が付着すると、鋳型内の溶融金属湯面高さの変動に追従する注入量の制御性が悪化して、鋳型内溶融金属を被覆している連続鋳造用フラックス(連続鋳造用パウダー)が溶融金属に巻き込まれ、一部が溶融金属の凝固シェルに捕捉され、欠陥の起点となる可能性が生じる。 Among the continuous casting nozzles, particularly non-metallic inclusions such as Al 2 O 3 suspended in the molten metal are likely to adhere to the portion of the immersion nozzle that is immersed in the molten metal in the mold. This is remarkable when casting Al killed steel having a high Al content. Of the inner wall of the immersion nozzle, non-metallic inclusions are likely to be deposited on the portion corresponding to the vicinity of the molten metal meniscus in the mold or near the molten metal discharge port at the tip of the immersion nozzle. If non-metallic inclusions accumulate on the inner wall of the nozzle, the flow of molten metal is hindered and casting becomes difficult. Moreover, if non-metallic inclusions adhere to the inner wall of the nozzle, the controllability of the injection amount following the fluctuation of the molten metal surface height in the mold deteriorates, and the continuous casting flux that covers the molten metal in the mold (Powder for continuous casting) is entrained in the molten metal, and a part thereof is trapped by the solidified shell of the molten metal, which may become a starting point of defects.
通常、連続鋳造用ノズル内にアルゴンガスなどの不活性ガスを吹き込み、連続鋳造用ノズル内壁への非金属介在物の付着を低減させることが行われている。これにより非金属介在物の付着は低減するものの、その効果は十分とはいえず、また吹き込んだ不活性ガスが気泡として鋳片にトラップされるので、気泡欠陥の原因ともなる。 Usually, an inert gas such as argon gas is blown into a continuous casting nozzle to reduce adhesion of non-metallic inclusions to the inner wall of the continuous casting nozzle. Although this reduces the adhesion of non-metallic inclusions, the effect is not sufficient, and the blown inert gas is trapped in the slab as bubbles, which may cause bubble defects.
特許文献1には、連続鋳造用ノズル内に不活性ガスを吹き込むに当たり、不活性ガスの背圧又は流量を増減させながら吹き込み、連続鋳造用ノズル内壁における非金属介在物の付着を低減する技術が開示されている。これにより、浸漬ノズルを流下する溶鋼流が乱され、浸漬ノズル内の淀みが解消されるので、浸漬ノズル内壁におけるAl2O3の付着を効率的に防止することができるとしている。
スライディングノズルは通常、1枚又は2枚の固定プレートと、1枚の可動プレートから構成される。固定プレートと可動プレートはいずれも溶融金属が流通する開口部を有する。可動プレートを摺動させることによって固定プレートと可動プレートの開口部の重なり部分(湯道)の面積を調整し、溶融金属の流量を調整している。湯道の開口面積を狭めている場合、湯道の開口部は、固定プレートの開口部の端の部分に位置することとなる。 The sliding nozzle is usually composed of one or two fixed plates and one movable plate. Both the fixed plate and the movable plate have openings through which molten metal flows. By sliding the movable plate, the area of the overlapping portion (runner) of the opening of the fixed plate and the movable plate is adjusted, and the flow rate of the molten metal is adjusted. When the opening area of the runner is narrowed, the runner opening is located at the end of the opening of the fixed plate.
特許文献2によると、湯道の開口面積が小さい場合、浸漬ノズル内を流れる溶湯流はノズル孔の中心に対して偏流することになり、浸漬ノズルの吐出口流量の不均一や流出方向の不安定等を生じて流量制御を困難にするとともに、製品への非金属介在物などの巻き込みを促進するとしている。そこで同文献においては、連続鋳造用ノズルのスライディングノズルにおける可動プレートを2分割構成として、固定プレートの開口部と2枚の可動プレートとで形成される湯道開口部の中心と連続鋳造用ノズルの内壁の中心を一致させ、連続鋳造用ノズル、および鋳型内の溶融金属の偏流を防止するとしている。
According to
連続鋳造用ノズルの溶融金属流路に非金属介在物が付着する問題について、ノズル内に不活性ガスを吹き込むのみでは、十分な効果を得ることができない。また、吹き込んだ不活性ガスが気泡として鋳片にトラップされるので、気泡欠陥の原因ともなる。特許文献1に記載の発明についても同様である。
With respect to the problem of non-metallic inclusions adhering to the molten metal flow path of the continuous casting nozzle, a sufficient effect cannot be obtained simply by blowing an inert gas into the nozzle. Moreover, since the blown inert gas is trapped in the slab as bubbles, it also causes bubble defects. The same applies to the invention described in
特許文献2に記載の発明についても、連続鋳造用ノズル内への非金属介在物付着を防止することを目的としたものではなく、従来のノズルと同様、ノズル内への非金属介在物の付着の問題が発生する。
The invention described in
本発明は、連続鋳造用ノズル内への非金属介在物の付着を防止することのできる、溶融金属の連続鋳造装置及び溶融金属の連続鋳造方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a molten metal continuous casting apparatus and a molten metal continuous casting method capable of preventing adhesion of non-metallic inclusions into a continuous casting nozzle.
溶融金属の流量調整にスライディングノズルを用いる連続鋳造用ノズルの場合、図9に示すように、連続鋳造用ノズルは上部ノズル13、スライディングノズル1、下部ノズル14、浸漬ノズル15から構成される分割構造となる。浸漬ノズル15は、有底円筒形で下方に通常2つの吐出口17を有する。円筒の内部空間をここでは円筒内孔16と呼ぶ。連続鋳造中における浸漬ノズル15の円筒内孔16内の溶融金属の挙動を調査すると、少なくとも浸漬ノズルの円筒内孔16及び吐出口17への非金属介在物付着が少ない間は、円筒内孔内に溶融金属が充満しているのは、図9(b)に示すように、鋳型内溶融金属18の表面(ここでは「第1メニスカス19」という。)よりもやや高い位置までである。溶融金属が充満している部分の最上部を、ここでは第2メニスカス20という。第2メニスカス20よりも上側については、スライディングノズル1の開口部を通過した溶融金属が、円筒内孔内を落下しており、第2メニスカス20より下方は溶融金属充満領域21である。浸漬ノズルの円筒内孔16及び吐出口17への非金属介在物付着が増大すると、溶融金属流通時の圧損が増大するため、第2メニスカスは上昇し、図9(c)に示すように、スライディングノズル部まで含めて円筒内孔内は溶融金属充満領域21となる。
In the case of a continuous casting nozzle that uses a sliding nozzle to adjust the flow rate of the molten metal, as shown in FIG. 9, the continuous casting nozzle is composed of an
前述のとおり、スライディングノズル1の湯道5の開口面積を狭めている場合、湯道5は、固定プレート2の開口部4の端の部分に位置することとなる(図9(b)(c))。そして、スライディングノズル1から、浸漬ノズル15の円筒内孔内の第2メニスカス20まで溶融金属が落下し、第2メニスカス20から溶融金属充満領域21に侵入するに際しても、スライディングノズルの湯道5が開口している側の端(以下「流下側22」という。)において流入することになる。その結果、円筒内孔内の第2メニスカスより下方の溶融金属充満領域21において、溶融金属流が侵入した側(流下側22)については下方に向かう溶融金属流速が速いのに対し、溶融金属流が侵入したと反対側(以下「流下反対側23」という。)については溶融金属流速が遅くなるという現象が発生する。
As described above, when the opening area of the
浸漬ノズルの円筒内孔内の非金属介在物付着状況を調査したところ、円筒内孔の流下側22については非金属介在物の付着が少なく、流下反対側23に非金属介在物の付着が多くなっていることが判明した。
As a result of investigating the non-metallic inclusion adhesion state in the cylindrical inner hole of the immersion nozzle, there is little non-metallic inclusion adhesion on the
スライディングノズルの可動プレート3が1枚の場合、湯道の開口面積を狭めるときには常に同じ側が流下側22となる(図9(b)(c))。それに対し、可動プレート3を2枚とすれば、図1に示すように、2枚の可動プレート(3a、3b)の配置位置を揺動することにより、流下側22を一方の端部(図1(a))から他方の端部(図1(c))へと変化させることが可能となる。その結果、注入中において流下反対側23であって非金属介在物が付着し始めた部分について、その後可動プレートを揺動してその部位を流下反対側23から流下側22に変化させることにより、付着し始めた非金属介在物を除去し、浸漬ノズルの円筒内孔内への非金属介在物付着を防止できることが判明した。
When the
本発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、その要旨とするところは以下の通りである。
(1)断面積S0の開口部を有する固定プレート2と、固定プレートに沿って摺動する2枚の可動プレート(3a、3b)を有するスライディングノズル1を有する連続鋳造装置であって、2枚の可動プレートを駆動する可動プレート駆動装置6を有し、固定プレート2の開口部4のうち、2枚の可動プレート3によって覆われていない部分が溶融金属の通過する湯道5となり、当該湯道面積S 1 は固定プレート開口部断面積S 0 の50%以下であり、可動プレート駆動装置6は、当該湯道面積S1の変動を±5%以内に抑えつつ、2枚の可動プレート3を揺動させることによって開口部内の湯道位置を揺動させ、当該揺動は固定プレート2の開口部4の少なくとも面積比80%以上の部位が10秒に1回以上、溶融金属の通過する湯道5となるように2枚の可動プレート3を揺動させることであることを特徴とする溶融金属の連続鋳造装置。
(2)可動プレート駆動装置6は、溶融金属の通過量すなわちスループット一定としたときの湯道面積S1が鋳造開始初期湯道面積S10の1.25倍以上、2倍以下の範囲まで増加した際に、2枚の可動プレート3の揺動を開始することを特徴とする上記(1)記載の溶融金属の連続鋳造装置。
(3)断面積S0の開口部4を有する固定プレート2と、固定プレート2に沿って摺動する2枚の可動プレート(3a、3b)を有するスライディングノズル1を用いた連続鋳造方法であって、固定プレート2の開口部4のうち、2枚の可動プレート3によって覆われていない部分が溶融金属の通過する湯道5となり、当該湯道面積S 1 は固定プレート開口部断面積S 0 の50%以下であり、当該湯道面積S1の変動を±5%以内に抑えつつ、2枚の可動プレート3を揺動させることによって開口部内の湯道位置を揺動させ、当該揺動は固定プレート2の開口部4の少なくとも面積比80%以上の部位が10秒に1回以上、溶融金属の通過する湯道5となるように2枚の可動プレート3を揺動させることであることを特徴とする溶融金属の連続鋳造方法。
(4)溶融金属の通過量すなわちスループット一定としたときの湯道面積S1が鋳造開始初期湯道面積S10の1.25倍以上、2倍以下の範囲まで増加した際に、2枚の可動プレート3の揺動を開始することを特徴とする上記(3)記載の溶融金属の連続鋳造方法。
This invention is made | formed based on the said knowledge, The place made into the summary is as follows.
(1) A continuous casting apparatus having a
(2) In the movable
(3) A continuous casting method using a
(4) When the molten metal passage amount, that is, the runner area S 1 when the throughput is constant, increases to a range of 1.25 times or more and 2 times or less the initial runner area S 10 at the start of casting, 2. The molten metal continuous casting method according to (3) above, wherein the
本発明のスライディングノズルを用いた溶融金属の連続鋳造装置及び連続鋳造方法は、スライディングノズルが2枚の可動プレートを有し、2枚の可動プレートを揺動させることによって開口部内の湯道位置を揺動させるので、浸漬ノズルの円筒内孔における溶融金属の流れにおいて、定常的に溶融金属の流速が低速に保たれる部分がなくなり、浸漬ノズルの円筒内孔への非金属介在物付着を低減することが可能となった。 According to the continuous casting apparatus and continuous casting method of the molten metal using the sliding nozzle of the present invention, the sliding nozzle has two movable plates, and the runner position in the opening is determined by swinging the two movable plates. Because it oscillates, there is no part where the flow rate of the molten metal is constantly kept low in the molten metal flow in the cylindrical hole of the immersion nozzle, reducing non-metallic inclusions adhering to the cylindrical hole of the immersion nozzle It became possible to do.
溶融金属として溶鋼を用い、連続鋳造用ノズルの浸漬ノズル内の溶鋼の流動状態について数値シミュレーションを実施した。スライディングノズル1の固定プレート開口部4と可動プレート3の開口部によって形成される湯道5を通過した溶鋼流は、浸漬ノズル15の円筒内孔内を自由落下する(図9(b))。浸漬ノズル15の円筒内孔内には、第2メニスカス20より下方には溶鋼が充満して溶融金属充満領域21となり、それより上部については自由落下する溶鋼流が存在する。第2メニスカス20の高さは、鋳型内の溶鋼表面(第1メニスカス19)より若干高い位置となる。連続鋳造用ノズル内への非金属介在物付着が進行すると、第2メニスカス20は上昇し、ついにはスライディングノズル1の位置までが溶融金属充満領域21となる(図9(c))。
Using molten steel as the molten metal, a numerical simulation was performed on the flow state of the molten steel in the immersion nozzle of the continuous casting nozzle. The molten steel flow that has passed through the
従来から通常に用いられる、固定プレート2と1枚の可動プレート3から構成されるスライディングノズル1においては、固定プレート2と可動プレート3の開口部の重なり部分(湯道5)の面積を調整して湯道の開口面積を狭めている場合、湯道5の位置は、図9(b)に示すように、固定プレートの開口部4の端の部分に位置することとなる。湯道5から下方に流出する溶鋼流は、垂直に降下し、第2メニスカス20の位置において溶融金属充満領域21に合流する。溶鋼流が合流する位置は円筒内孔16の中心部ではなく、スライディングノズルの湯道5が開口する側(流下側22)に偏ることとなる。そして数値シミュレーションの結果、第2メニスカス20下部の溶融金属充満領域21内において、円筒内孔16の半径方向で溶鋼流速が不均一となり、流下側22については溶鋼流速が速く、1m/sec程度の流速を有するのに対し、流下反対側23は溶鋼流速が遅く、0.05m/sec程度の流速にしかならないことが判明した。
In the conventional sliding
そして、実際の連続鋳造に用いられた浸漬ノズルの介在物付着状況を調査したところ、円筒内孔16の内壁のうち、流下側22については非金属介在物付着が少なく、流下反対側23については非金属介在物付着が多いことが判明した。
And when the state of inclusion attachment of the immersion nozzle used in actual continuous casting was investigated, among the inner walls of the cylindrical
次に、図1〜4に示すように、可動プレート3を2枚として、同じく数値シミュレーションを行った。図3は可動プレートの位置と湯道の開閉状況を示す図である。図3(a)は湯道全閉状態、(b)は湯道半開状態、(c)は湯道全開状態を示す。
Next, as shown in FIGS. 1 to 4, the numerical simulation was similarly performed with two
固定プレート2の開口部4のうち、2枚の可動プレート(3a、3b)によって覆われていない部分が溶融金属の通過する湯道5となるように可動プレート3の位置を定め、湯道5の面積S1が一定に保持されつつ、2枚の可動プレート3を連動して往復する摺動を行わせた。この運動を以後「揺動」という。図1、2に示す例では、まず湯道5が固定プレート開口部4の左端に位置し(図1(a)図2(c))、次いで固定プレート開口部4の中央に移動し(図1(b)図2(d))、その後固定プレート開口部4の左端に移動する(図1(c)図2(e))。さらに可動プレートが反転し、湯道5は図1(b)図2(d)の位置、図1(a)図2(c)と戻り、この往復運動を繰り返す。可動プレート3の揺動により、湯道5は固定プレートの開口部4の一方の端部と他方の端部の間を往復運動することとなる。この運動を湯道位置の揺動という。また、図1は第2メニスカス20が鋳型内の第1メニスカス19の高さに近い位置に存在する場合であるのに対し、図4は第2メニスカスが上昇し、浸漬ノズル15の円筒内孔16がすべて溶融金属充満領域21となった場合を示す。
The position of the
湯道面積S1を一定に保持しつつ、2枚の可動プレート3を揺動させて湯道位置を揺動させる条件の下、浸漬ノズル内の溶鋼の流動状態について数値シミュレーションを実施した。その結果、ある瞬間において、円筒内孔16の半径方向一方の端部が流下側22となって溶鋼流速が速く、他方の端部が流下反対側23となって溶鋼流速が遅くなるものの、一定時間経過後には流下側22が位置する端部が入れ替わり、溶鋼流速が速かった部分において溶鋼流速が遅くなり、逆に溶鋼流速が遅かった部分において溶鋼流速が速くなる。このようにして、溶鋼流速が一貫して遅いままである領域が存在しなくなることがわかった。
A numerical simulation was performed on the flow state of the molten steel in the immersion nozzle under the condition that the runner position was swung by swinging the two
そこで、実際の溶鋼の連続鋳造において、可動プレート3を2枚とし、2枚の可動プレート3を揺動させることにより、湯道面積S1を一定に保持しつつ湯道位置を揺動させた。その結果、浸漬ノズルの円筒内孔内壁への非金属介在物付着が大幅に低減することが明らかになった。溶鋼流速が一貫して遅いままである領域が存在しないので、非金属介在物の付着が妨げられたものと推定される。
Therefore, in actual continuous casting of molten steel, the
可動プレート3の揺動に際し、湯道面積S1が大きく変動すると、スライディングノズル1からの溶融金属注入量(トン/時間)が変動し、鋳型内の溶融金属湯面高さ(第1メニスカス19)の変動をきたし、鋳型内溶融金属表面を被覆している連続鋳造用フラックス(連続鋳造用パウダー)が溶融金属に巻き込まれ、一部が溶融金属の凝固シェルに捕捉され、欠陥の基点になるので好ましくない。このような問題を発生させないためには、湯道面積S1を一定に保持することが好ましいが、湯道面積S1の変動代が±5%以内であれば問題なく鋳造することができる。そこで、本発明においては、湯道面積S1の変動を±5%以内に抑えることとした。
When the runner area S 1 fluctuates greatly when the
また、鋳造中において、鋳型断面積と鋳造速度とから定まる溶鋼の通過量すなわちスループットMに応じて、湯道面積S1が定まる。また、浸漬ノズル内の非金属介在物付着状況の変動によって、スループットを一定に保持する場合に湯道面積S1が変化する。固定プレート開口部4の開口面積を図2(b)に示すようにS0としたとき、スループットが大きいことに起因して湯道面積S1が固定プレート開口部断面積S0の0.9倍より大きい場合は、浸漬ノズル内壁において溶融金属の流速が高位に保てるため、浸漬ノズル内壁への非金属介在物の付着は起こりがたい。また、非金属介在物付着に起因して湯道面積S1が固定プレート開口部断面積S0の0.9倍より大きくなった場合は、もはや湯道位置の揺動を行う効果がわずかしかない。さらに、湯道面積S1が固定プレート開口部断面積S0の0.2倍より小さい場合は、浸漬ノズル内壁において溶融金属の流速が低位に保たれ、浸漬ノズル内壁への非金属介在物の付着が懸念されるが、そもそもこのような操業形態はあり得ない。即ち、本発明が適用されるのは、現実には湯道面積S1が固定プレート開口部断面積S0の0.2倍以上0.9倍以下の範囲においてである。
Further, during casting, the runner area S 1 is determined according to the passing amount of molten steel determined from the mold cross-sectional area and the casting speed, that is, the throughput M. Further, the runner area S 1 changes when the throughput is kept constant due to the fluctuation of the non-metallic inclusion adhesion state in the immersion nozzle. When the opening area of the fixed
本発明において、スライディングノズルの溶融金属が通過する湯道5の位置を揺動させることによって非金属介在物の付着を防止するものであるが、揺動の周期があまりにも長くなると、非金属介在物の付着を十分に防止することができなくなる。本発明では、固定プレートの開口部の少なくとも面積比80%以上の部位が10秒に1回以上、溶融金属の通過する湯道となるように2枚の可動プレートを揺動させることにより、浸漬ノズル内壁の全領域において、浸漬ノズル内壁への非金属介在物の付着を十分に抑制することができる。浸漬ノズル内壁において局部的に溶融金属の流速が低位である部位が生じて、微量の非金属介在物の付着が生じたとしても、10秒に1回以上の頻度で、当該部位において溶融金属の流速が変化して高速になるので、付着した微量の非金属介在物は、溶融金属の流動によって受けるせん断力により浸漬ノズル内壁から離脱する。従ってこれにより、浸漬ノズル内壁への非金属介在物の付着をさらに低減し、生産性の悪化を防止することができる。
In the present invention, the non-metallic inclusions are prevented from adhering by swinging the position of the
ここで、可動プレート3を揺動しても、固定プレートの開口部4のうち、溶融金属の通過する湯道5になることのない部分が多いと、本発明の効果を十分に発揮することができない。溶融金属の通過する湯道5になることのない部分については、第2メニスカス20より下の溶融金属プールにおいて、溶融金属流速が常に遅いままに保持される部位が発生してしまうからである。図7において、(a)は湯道5が左端位置であり、(b)は湯道5が右端位置である。そして図7(c)のハッチング部分は、固定プレートの開口部4のうち、揺動によって湯道5になる部分を示しており、その面積をここではS2とする。本発明において、固定プレート2の開口部4の少なくとも面積比80%以上の部位が10秒に1回以上、溶融金属の通過する湯道5となるように2枚の可動プレート3を揺動させることとすると好ましい。面積比80%以上の部位(図7(c)のハッチング部で面積はS2)が溶融金属の通過する湯道5となるので、溶融金属流速が常に遅いままに保持される部位が十分に少なく、浸漬ノズル内壁への非金属介在物の付着を十分に防止することができる。
Here, even if the
本発明の可動プレート3の揺動は、連続鋳造中のすべての時期において行っても良いが、揺動が必要な時期のみに揺動を行うこととするとより好ましい。
The
鋳造中に浸漬ノズル内壁への非金属介在物の付着により、湯道面積S1を一定に保持したとしても、浸漬ノズルにおける溶融金属の通過量すなわちスループットMは低下する。あるいは、スループットMを一定に保持するためには湯道面積S1を増大しなければならない。 Even if the runner area S 1 is kept constant due to adhesion of non-metallic inclusions to the inner wall of the immersion nozzle during casting, the amount of molten metal passing through the immersion nozzle, that is, the throughput M is reduced. Alternatively, in order to keep the throughput M constant, the runner area S 1 must be increased.
本発明において、溶融金属の通過量すなわちスループット一定としたときの湯道面積S1が鋳造開始初期湯道面積S10の1.25倍未満である間は、浸漬ノズル内壁に非金属介在物が付着していないか付着はわずかなので、可動ノズル3の揺動を行わなくても良い。スループット一定としたときの湯道面積S1が鋳造開始初期湯道面積S10の1.25倍以上、2倍以下のいずれかにおいて、非金属介在物の付着がある程度進行したと考えられるので、可動ノズル3の揺動を行うようにすると好ましい。非金属介在物の付着がこの程度に進行した時点において、可動ノズル3の揺動を行わなかった間に流下反対側23であった部位に非金属介在物が付着しているが、可動ノズル3の揺動によって、それまでの流下反対側23であった部位が定期的に流下側22に変化して溶融金属流速が増大するので、付着した非金属介在物を良好に除去することができる。
In the present invention, while the amount of molten metal passing, that is, when the throughput is constant, the runner area S 1 is less than 1.25 times the initial runner area S 10 at the start of casting, nonmetallic inclusions are present on the inner wall of the immersion nozzle. Since it is not adhered or slightly adhered, the
一方、スループット一定としたときの湯道面積S1が鋳造開始初期湯道面積S10の2倍超まで拡大した場合は、浸漬ノズル内壁への非金属介在物付着は大量であり、可動プレートを揺動させても非金属介在物を浸漬ノズル内壁から離脱させることは困難となる。 On the other hand, when the runner area S 1 when the throughput is constant is expanded to more than twice the initial runner area S 10 at the start of casting, the non-metallic inclusions adhere to the inner wall of the immersion nozzle, and the movable plate is It is difficult to detach the non-metallic inclusion from the inner wall of the immersion nozzle even if it is swung.
従って、溶融金属の通過量すなわちスループット一定としたときの湯道面積S1が鋳造開始初期湯道面積S10の1.25倍以上、2倍以下の範囲まで増加した際に、2枚の可動プレートの揺動を開始することとすると良い。 Therefore, when the runner area S 1 when the amount of molten metal passing, that is, the throughput is constant, increases to a range of 1.25 times to 2 times the initial runner area S 10 at the start of casting, the two movable It is better to start the rocking of the plate.
本発明の溶融金属の連続鋳造装置は、2枚の可動プレート(3a、3b)を駆動する可動プレート駆動装置6を有する。可動プレート駆動装置6は、図8に示すように、制御装置7及び駆動機構8を有し、制御装置7の指令に基づいて駆動機構8が可動プレート3を駆動させる。駆動機構8として、エアーシリンダーや油圧シリンダーを用いることができる。可動プレート駆動装置6は、湯道面積S1の変動を±5%以内に抑えつつ、2枚の可動プレート3を揺動させる運転制御を行う。また、固定プレートの開口部4の少なくとも面積比80%以上の部位が10秒に1回以上、溶融金属の通過する湯道となるように2枚の可動プレート3を揺動させる制御を行う。さらに、溶融金属の通過量すなわちスループット一定としたときの湯道面積S1が鋳造開始初期湯道面積S10の1.25倍以上、2倍以下の範囲まで増加した際に、2枚の可動プレートの揺動を開始する制御を行う。
The molten metal continuous casting apparatus of the present invention has a movable
本発明で適用するスライディングノズル1において、2枚の可動プレート3は、図1〜3に示すように2枚の可動プレート(3a、3b)が重なりを有しない形態とすることができる。この場合、2枚の可動プレート(3a、3b)の間にできる隙間10と、固定プレートの開口部4によって形成される空間が湯道5となる。2枚の可動プレートが接することにより、隙間10が消滅し(図3(a))、湯道5を閉鎖することとなる。
In the sliding
また、図5、6に示すように、2枚の可動プレート(3a、3b)が重なりを有する形態とすることができる。この場合、図6(c)に示すように、2枚の可動プレート(3a、3b)それぞれに可動プレート開口部(11a、11b)を設ける。2枚の可動プレートの可動プレート開口部11及び固定プレートの開口部4によって形成される空間が湯道5となる。図6(d)は固定プレート開口部4の左端に湯道5が形成され、図6(e)は固定プレート開口部4の中央に湯道5が形成されている場合である。
Further, as shown in FIGS. 5 and 6, the two movable plates (3a, 3b) can be overlapped. In this case, as shown in FIG. 6C, the movable plate openings (11a, 11b) are provided in the two movable plates (3a, 3b), respectively. A space formed by the movable plate opening 11 of the two movable plates and the
可動プレート3の摺動方向としては、鋳型の厚み方向であっても、鋳型の幅方向であってもいずれでも良い。
The sliding direction of the
取鍋溶鋼量が350トンである鋼のスラブ連続鋳造装置を用いて低炭Alキルド鋼を連続鋳造するに際し、本発明を適用した。連続鋳造装置は、2ストランドのスラブ連続鋳造装置であり、鋳片厚みは250mmである。連続鋳造用ノズル12として、上ノズル13、スライディングノズル1、下ノズル14、浸漬ノズル15からなる構成のものを用いた。浸漬ノズル15は有底円筒形のアルミナグラファイト耐火物製であり、ノズル内径はφ70mm、最下部の側方には2つの吐出口17を有している。連続鋳造用ノズルへの不活性ガス吹き込みは行わない。
The present invention was applied when continuously casting low-carbon Al-killed steel using a steel slab continuous casting apparatus having a ladle molten steel amount of 350 tons. The continuous casting apparatus is a 2-strand slab continuous casting apparatus, and the slab thickness is 250 mm. As the continuous casting nozzle 12, a nozzle composed of an
スライディングノズル1として、図6に示すものを用いた。2枚の固定プレート2と2枚の可動プレート3を有する。固定プレート2は円形の開口部4を有し、開口部4の断面積S0は3850mm2である。2枚の可動プレート3を駆動する可動プレート駆動装置6は、エアーシリンダーを用いた駆動機構8と、駆動機構8の動きを制御する制御装置7を有する。可動プレート3を摺動する方向は、鋳型の厚み方向である。
As the sliding
鋳型幅として表1に記載の幅を用い、表1に記載する鋳造速度で鋳造を開始した。可動プレート駆動装置6によって湯道面積S1を調整し、目標とする鋳造速度を実現する。鋳造開始時の湯道面積をS10とし、S10/S0比実績を表1の「鋳造初期湯道面積比」に示した。
Casting was started at the casting speed shown in Table 1, using the width shown in Table 1 as the mold width. The runner area S 1 is adjusted by the movable
鋳造開始後、所定のタイミングから可動プレート3の揺動を開始する。可動プレート3を揺動させるに際し、可動プレート駆動装置6は、湯道面積S1を一定に保つように可動プレート3を駆動する。湯道面積S1の変動を±5%以下に保持することができる。湯道面積変動実績を表1の「湯道面積変動」に記載した。また、可動プレート3の揺動範囲を調整することにより、固定プレートの開口部4のうち、湯道5の揺動によって湯道となる部分の面積比(S2/S0)を調整する。湯道となる部分の面積比実績を表1の「開口部のうち湯道となる面積比」に示した。さらに、可動プレート3の揺動周期を調整することにより、湯道5の揺動によって湯道となる部分が、少なくとも何秒に1回、湯道になるかを調整する。この頻度は、可動プレートの揺動周期に一致する。実績を表1の「開口部のうち湯道となる頻度」に示した。
After starting casting, the
可動プレート3の揺動を開始した時期における湯道面積S1と、鋳造開始時の湯道面積S10の比(S1/S10)を表1に示す。S1/S10=1.0と表示された実施例については、鋳造開始時から揺動を行っていることを意味する。それ以外の実施例については、鋳造開始時には揺動を行わず、鋳造速度を一定に保持して鋳造を行った。連続鋳造用ノズル内に非金属介在物が付着すると、鋳造速度を維持するために湯道面積S1を広げる制御が行われる。その結果、S1/S10が所定の値(表1の「揺動開始時のS1とS10の比」に示す値)に達したときに可動プレートの揺動を開始した。
Table 1 shows a ratio (S 1 / S 10 ) between the runner area S 1 at the time when the swing of the
当該タンディッシュでの鋳造が完了した後、連続鋳造用ノズル内に付着する非金属介在物の付着量を評価した。付着厚について、表1の比較例3の付着量を1として評価した評価値を表1に示す。また、鋳造したスラブを熱間圧延及び冷間圧延し、厚さ0.9mmの冷延鋼板とし、鋼板単位長さ当たりの疵(ヘゲ、スリバー)個数を評価した。そして表1の比較例2の疵個数を1として評価した評価値を表1に示す。 After the casting in the tundish was completed, the adhesion amount of non-metallic inclusions adhered in the continuous casting nozzle was evaluated. Table 1 shows the evaluation values of the adhesion thickness evaluated with the adhesion amount of Comparative Example 3 in Table 1 as 1. Moreover, the cast slab was hot-rolled and cold-rolled to obtain a cold-rolled steel sheet having a thickness of 0.9 mm, and the number of ridges (hege, sliver) per unit length of the steel sheet was evaluated. Table 1 shows the evaluation values obtained by evaluating the number of wrinkles in Comparative Example 2 in Table 1 as 1.
表1の実施例1〜9、参考例3、4、6については、鋳造開始時から可動ノズルの揺動を開始した。このうち、参考例4については揺動の周期を意図的に12秒としたので、開口部のうち湯道となる頻度が12秒に1回となり、参考例6については揺動の振幅を意図的に小さくすることにより、開口部のうち湯道となる面積比を75%とした。その結果、参考例4、参考例6については、実施例1、2、5、7〜9(開口部のうち湯道となる面積比、開口部のうち湯道となる頻度のいずれも本発明範囲)に比較して介在物付着厚が若干増大し、また冷延鋼板での不良発生率が若干増大し、品質評価結果としては「良いが少し劣る」という結果であった。実施例9については意図的に揺動時の湯道面積S1の変動を本発明の上限である±5%に増大させたが、品質評価結果は良好であった。 In Examples 1 to 9 and Reference Examples 3, 4 , and 6 in Table 1, the movable nozzle started to swing from the start of casting. Of these, in Reference Example 4, the oscillation cycle was intentionally set to 12 seconds, so the frequency of the runner in the opening was once every 12 seconds, and in Reference Example 6, the oscillation amplitude was intended. By making it small, the area ratio which becomes a runner in the opening was set to 75%. As a result, for Reference Example 4 and Reference Example 6, Examples 1 , 2 , 5 , 7 to 9 (all of the ratio of the area of the opening that becomes a runner and the frequency of the runner that becomes a runner of the present invention) In comparison with (range), the inclusion adhesion thickness slightly increased, and the defect occurrence rate in the cold-rolled steel sheet slightly increased, and the quality evaluation result was “good but slightly inferior”. In Example 9, the fluctuation of the runner area S 1 during rocking was intentionally increased to ± 5% which is the upper limit of the present invention, but the quality evaluation result was good.
実施例10〜13、参考例14〜17については、鋳造開始時には可動ノズルの揺動を行わず、連続鋳造用ノズルへの非金属介在物付着が進行し、湯道面積S1が増大してS1/S10が所定の値になった以降に可動ノズルの揺動を開始した。揺動開始時のS1/S10を1.18、1.25、2、2.5と変化させた。参考例14〜17についてはさらに、揺動の周期を12秒として開口部のうち湯道となる頻度を12秒に1回とした。揺動開始時のS1/S10が大きくなるほど品質評価は低下するものの、S1/S10が1.25〜2の範囲であれば、品質評価は「良いが少し劣る」程度であって良好な範囲である。また、鋳造開始時から揺動を開始しなかったことに起因し、可動プレート3の揺動による磨耗を低減できるとともに、可動プレート駆動装置6の精緻な制御を常に保障する必要がなくなるという効果を得ることができた。
In Examples 10 to 13 and Reference Examples 14 to 17 , the movable nozzle was not oscillated at the start of casting, non-metallic inclusions adhered to the continuous casting nozzle, and the runner area S 1 increased. The swinging of the movable nozzle was started after S 1 / S 10 reached a predetermined value. S 1 / S 10 at the start of swinging was changed to 1.18, 1.25, 2, and 2.5. In Reference Examples 14 to 17, the oscillation cycle was 12 seconds, and the frequency of the runner in the opening was once every 12 seconds. Although the quality evaluation decreases as S 1 / S 10 at the start of oscillation increases, the quality evaluation is “good but slightly inferior” if S 1 / S 10 is in the range of 1.25 to 2. It is a good range. In addition, the effect of not starting oscillation from the start of casting can reduce wear due to oscillation of the
比較例1については、鋳型幅が広くかつ鋳造速度が速いので、鋳造初期湯道面積比S10/S0が0.95と大きく、本発明の適用範囲外であった。鋳造初期から連続鋳造用ノズル内の溶鋼流速が速いので、揺動を行わないにもかかわらず、品質評価結果は良好であった。 In Comparative Example 1, since the mold width was wide and the casting speed was high, the casting initial runner area ratio S 10 / S 0 was as large as 0.95, which was outside the scope of the present invention. Since the flow rate of molten steel in the continuous casting nozzle was high from the beginning of casting, the quality evaluation result was good despite no rocking.
比較例2は鋳造初期湯道面積比S10/S0が0.5であって本発明対象範囲であるものの揺動を行わなかった。その結果、連続鋳造用ノズル内への非金属介在物付着、冷延鋼板での不合格発生率のいずれも、最も悪い成績であった。 In Comparative Example 2, although the casting initial runner area ratio S 10 / S 0 was 0.5 and was within the scope of the present invention, no swinging was performed. As a result, both the non-metallic inclusion adhesion in the continuous casting nozzle and the failure occurrence rate in the cold-rolled steel sheet were the worst results.
比較例3においては、可動ノズルの揺動は行ったものの、可動ノズル駆動装置の制御を意図的に変更し、揺動時の湯道面積S1の変動を±7%に増加させた。その結果、冷延鋼板における不合格発生率が増大した。湯道面積S1の変動が大きいため、連続鋳造用ノズルからの吐出溶鋼流量が変動し、それによって鋳型内の溶鋼表面位置が変動し、パウダー巻き込みを誘発してスラブへの非金属介在物増加をもたらしたものと推定する。 In Comparative Example 3, although the movable nozzle was oscillated, the control of the movable nozzle driving device was intentionally changed to increase the variation of the runner area S 1 during oscillation to ± 7%. As a result, the incidence of rejection in cold-rolled steel sheets increased. As the runner area S 1 fluctuates greatly, the flow rate of molten steel discharged from the nozzle for continuous casting fluctuates, which fluctuates the surface position of the molten steel in the mold, inducing powder entrainment and increasing non-metallic inclusions in the slab It is estimated that
1 スライディングノズル
2 固定プレート
3 可動プレート
4 開口部
5 湯道
6 可動プレート駆動装置
7 制御装置
8 駆動機構
9 タンディッシュ
10 隙間
11 可動プレート開口部
12 連続鋳造用ノズル
13 上部ノズル
14 下部ノズル
15 浸漬ノズル
16 円筒内孔
17 吐出口
18 鋳型内溶融金属
19 第1メニスカス
20 第2メニスカス
21 溶融金属充満領域
22 流下側
23 流下反対側
DESCRIPTION OF
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008224683A JP5293012B2 (en) | 2008-09-02 | 2008-09-02 | Molten metal continuous casting apparatus and molten metal continuous casting method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008224683A JP5293012B2 (en) | 2008-09-02 | 2008-09-02 | Molten metal continuous casting apparatus and molten metal continuous casting method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010058141A JP2010058141A (en) | 2010-03-18 |
JP5293012B2 true JP5293012B2 (en) | 2013-09-18 |
Family
ID=42185543
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008224683A Expired - Fee Related JP5293012B2 (en) | 2008-09-02 | 2008-09-02 | Molten metal continuous casting apparatus and molten metal continuous casting method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5293012B2 (en) |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61169156A (en) * | 1985-01-23 | 1986-07-30 | Kawasaki Steel Corp | Method for dischargind molten metal from vessel for molten metal containing means for preventing clogging of sliding nozzle |
JPH05277678A (en) * | 1992-03-31 | 1993-10-26 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Sliding gate for continuous casting |
JP2002254146A (en) * | 2001-03-02 | 2002-09-10 | Nippon Steel Corp | Continuous casting device and method |
-
2008
- 2008-09-02 JP JP2008224683A patent/JP5293012B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010058141A (en) | 2010-03-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101063466B1 (en) | Stopper and Stopper Assembly | |
JP5293012B2 (en) | Molten metal continuous casting apparatus and molten metal continuous casting method | |
KR101320353B1 (en) | Device for generating ultrasonic wave of submerged type | |
JP5130489B2 (en) | Molten metal continuous casting apparatus and molten metal continuous casting method | |
US7789123B2 (en) | Sequence casting process for producing a high-purity cast metal strand | |
JP4725244B2 (en) | Ladle for continuous casting and method for producing slab | |
KR101277707B1 (en) | Method for decreasing pin-hole defect in continuous casting process | |
JP4686442B2 (en) | Split nozzle with immersion weir | |
KR20130046718A (en) | Stopper for tundish | |
KR970005457A (en) | Control method of tundish nozzle and apparatus | |
JP4750013B2 (en) | Immersion nozzle with drum type weir | |
KR20130099334A (en) | Method for producing high quality slab | |
JPH10128506A (en) | Immersion nozzle for continuous casting | |
KR100513592B1 (en) | Sliding gate for preventing the melted ingot steel from bias flow in continuous casting | |
JP2011110561A (en) | Method for continuously casting steel | |
JP2017159334A (en) | Manufacturing apparatus and manufacturing method of copper alloy material | |
JP2007237244A (en) | Tundish upper nozzle | |
JP2015085386A (en) | Manufacturing method of rolling roll made by centrifugal casting and centrifugal casting device | |
JP2005224847A (en) | Method for controlling molten steel level in mold in continuous casting apparatus | |
JPH07214255A (en) | Continuous casting operation method with lessened slag inclusion and tundish therefor | |
JP2009018324A (en) | Continuous casting device | |
JP2006231398A (en) | Continuous casting method for steel | |
JP4345521B2 (en) | Steel continuous casting method | |
JPH08187557A (en) | Method for continuously casting steel using electromagnetic field | |
JP4549112B2 (en) | Continuous casting method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100810 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110523 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120821 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121015 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20130122 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130403 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20130411 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130514 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130527 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5293012 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |