JP5618565B2 - 環状堰 - Google Patents

Description

本発明は、連続鋳造用のタンディッシュに注入した溶融金属の流動制御のためにタンディッシュに設置される環状堰に関する。

溶融金属、例えば溶鋼の連続鋳造では、取鍋の溶鋼は一旦タンディッシュに移されてから鋳型に送り込まれる。
タンディッシュにおいては、取鍋からタンディッシュに注入された溶鋼中の非金属介在物等を充分に浮上分離させることが清浄度の高い鋳片を得るのに必要であり、それには取鍋からタンディッシュに注入された溶鋼が鋳型に浸漬される浸漬ノズルまで最も短い経路を辿って鋳型に達する、いわゆる短絡流れを防止するとともに、タンディッシュ内での溶鋼の高速流れを抑制することが必要である。

上述する短絡流れの防止対策としては、タンディッシュに堰を設置することが一般に行われている。この堰は、取鍋からタンディッシュに注入された溶鋼流が浸漬ノズルに達する際の障害物となって短絡流れを防止し、タンディッシュに注入された溶鋼が鋳型に達するまでの移動経路を長くして溶鋼中の非金属介在物等の浮上分離を促進させるが、タンディッシュに注入された溶鋼の注入流がタンディッシュ底に当たって反転上昇する際の上昇流の流速を抑制するのには不十分で、高速の上昇流、更には上昇後タンディッシュ側壁に向かう高速流により湯面上のスラグが巻き込まれたり、鋳型に短時間で達し、非金属介在物等が浮上分離する時間が十分に取れなくなる。

これに対し、下記特許文献１には、図１に示すように内周面１が断面半円形をなして上面が開口２する略凸形断面の凹部３を形成した耐火物よりなる衝突パッド４を開口２が図示しない取鍋のロングノズル５の直下に位置するようにタンディッシュ６底に取付けてなるものが開示されている。この衝突パッド４によると、ロングノズル５から衝突パッド４の凹部３に注入された溶融金属は、図の矢印で示すように凹部底に当たって反転上昇する際に絞られてロングノズル５からの下降流と干渉し、これにより対向した上下の流れを互いに減速させて高速の流れを抑制し、また浸漬ノズル７への短絡流れも防止できるようになっている。

特許第２８３６９６６号

図１に示す衝突パッド４によると、湯面上のスラグ８の巻き込みが防止され、非金属介在物等に起因する鋳片の表面欠陥を減少させることができるが、衝突パッド４はタンディッシュ底にモルタルによって固定されることから操業中、何等かの原因でタンディッシュ底面との固定が外れることが考えられ、固定が外れると、溶鋼金属より比重の小さな衝突パッド４が浮上し、ロングノズル５からの下降流が衝突パッド４の凹部底に当たって周囲に飛散する危険性がある。

また衝突パッド４の成形には中子が用いられるが、中子は成形後、そのままでは取出すことができないため破壊して取出すか、衝突パッド内で焼却されるが、いずれの場合でも中子は使い捨てとなり、再使用することができないため衝突パッドを製作するコスト高を招く。

本発明は、図１に示す衝突パッドが有する利点を損なうことなく、前記問題を解消することができる環状堰、すなわち溶融金属の短絡流れを防止すると共に、高速流れを抑制することができ、またタンディッシュへの固定が外れ、浮上するようなことがあっても溶融金属が周囲に飛散する危険性を解消することができる環状堰を提供することを第１の目的とし、これに加えて更に成形時に使用した中子を再使用することができる環状堰を提供することを第２の目的とする。

請求項１に係わる発明は、連続鋳造設備における取鍋のロングノズル直下に位置するようにタンディッシュ底に固定され、前記ロングノズルから溶融金属が注入される空洞部を備えた耐火物よりなる環状堰であって、前記空洞部は上下が開口して前記ロングノズルから注出される溶融金属が通り抜け可能で、しかも縦断面が上面の開口より下面の開口に向かって漸次拡開し、かつ前記環状堰の成形時に使用する中子をアンダーカットすることなく抜き出すことができるように形成され、タンディッシュへの溶融金属の注入時、空洞部を通ってタンディッシュ底に当たって反転上昇する溶融金属の上昇流が上面の開口に向かって絞り込まれ、ロングノズルからの下降流と干渉するように構成されることを特徴とする。

請求項１に係わる発明によると、図１に示す衝突パッド４と同様、操業中、ロングノズルから環状堰の空洞部に注入された溶融金属はタンディッシュ底に当たって反転し、上昇するが、上昇流は空洞部上面の開口に向かって絞られ、ロングノズルからの下降流と干渉する。これにより対向した上下流が互いに減速され、高速流を抑制するとともに、鋳型に浸漬される浸漬ノズルまでの短絡流れが防止されること、タンディッシュへの固定が外れて環状堰が浮き上がるようなことがあっても、ロングノズルからタンディッシュに注入される溶融金属は環状堰の空洞部を通り抜け、撥ね返って飛散する危険性を解消することができること、中子を用いて環状堰を形成したのち、環状堰下面から中子をアンダーカットすることなく抜き出すことが可能となり、中子を繰返し再使用して環状堰の製作コストを低減できること、などの効果を有する。

従来の衝突パッドを取付けたタンディッシュの断面図。 本発明に係わる環状堰の斜視図。 図２に示す環状堰を取付けたタンディッシュの断面図。 本発明に係わる環状堰の別の例の断面図。

図２は、本発明に係わる環状堰１１の斜視図であり、図３は同環状堰１１をタンディッシュ１２に固着した断面図で、環状堰１１は耐火物よりなって円柱状をなし、内部に截頭円錐形の空洞部１３を有している。この空洞部１３は、上下が開口して溶融金属が通り抜け可能であり、上面の開口１３ａの直径Ｄ_１と下面の開口１３ｂの直径Ｄ_２は、Ｄ_２＞Ｄ_１で、環状堰１１の高さＨと前記直径Ｄ_１及びＤ_２の最適関係は、鋳造速度により決められる。

環状堰１１は、図３に示すように空洞部１３が図示省略した取鍋のロングノズル１５直下に位置するようにタンディッシュ１２底に固定され、その固定は従前の堰と同様の方法、例えばモルタルによって行われる。

操業時において環状堰１１による溶融金属の流動は、図１に示す衝突パッド４による場合と同様の挙動を呈し、同様の効果を生ずる。すなわち取鍋からロングノズル１５を介してタンディッシュ１２に注入された溶融金属は、環状堰１１の空洞部１３に流入し、タンディッシュ底に当たって反転したのち、絞り込まれながら上面の開口１４ａより上昇する。そしてロングノズル１５からの下降流と干渉して互いに減速される。これによりロングノズル１５から鋳型（図示しない）への浸漬ノズル１６に達するまでの時間が長くなり、環状堰１１による短絡流れの防止効果と相俟って溶融金属中の非金属介在物の浮上分離が促進される。また操業中、何等かの原因でタンディッシュ１２からの固定が外れ、環状堰１１が浮き上がるようなことがあっても、空洞部１３は底がないため、ロングノズル１５からの溶融金属は環状堰１１の空洞部１３を通り抜け、跳ね返って周囲に飛散する危険性がない。また環状堰の成形時に使用する中子は環状堰下面からアンダーカットすることなく取出すことができ、再使用することができる。

図４は、本発明に係わる環状堰２１の別の例を示すもので、前記実施形態の環状堰１１において、空洞部１１の上側部の内周面を縦断面円弧状にしたもの、すなわち空洞部２２の上側部内周面２２aの縦断面を円弧状にしたものである。
本実施形態の環状堰２１を用いても、前記環状堰１１と同様の効果を生ずる。

前記各実施形態の環状堰１１、２１はいずれも円柱状をなし、空洞部１３、２２の横断面が円形をなしているが、堰及び空洞部の横断面は楕円形、矩形その他任意の形状をなしていてもよい。

１１、２１・・環状堰
１２・・タンディッシュ
１３、２２・・空洞部
１３ａ、１３ｂ・・開口
１５・・ロングノズル
１６・・浸漬ノズル

Claims (1)

1. 連続鋳造設備における取鍋のロングノズル直下に位置するようにタンディッシュ底に固定され、前記ロングノズルから溶融金属が注入される空洞部を備えた耐火物よりなる環状堰であって、前記空洞部は上下が開口して前記ロングノズルから注出される溶融金属が通り抜け可能で、しかも縦断面が上面の開口より下面の開口に向かって漸次拡開し、かつ前記環状堰の成形時に使用する中子をアンダーカットすることなく抜き出すことができるように形成され、タンディッシュへの溶融金属の注入時、空洞部を通ってタンディッシュ底に当たって反転上昇する溶融金属の上昇流が上面の開口に向かって絞り込まれ、ロングノズルからの下降流と干渉するように構成されることを特徴とする環状堰。