JP6465979B2 - 連続鋳造プラント用タンディッシュ - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前提部に記載の連続鋳造プラントのための分配器に関する。

連続鋳鋼は、鋼桁を連続的に鋳造するための公知の方法である。

この目的のために、鋼は、通常、コンバータ内で製造され、鋼コンバータから取鍋に移され、取鍋からタンディッシュを通して鋳型に運ばれる。

この場合、タンディッシュの目的は、１つの取鍋が空になった後、次の取鍋が供給される前に鋼の流れが途切れないようにすることである。

基本的には、溶鋼中に介在物が存在しないこと、特にスラグ粒子またはそれぞれの耐火れんが積みの破片またはレセプタクルからの噴霧物が存在しないようにすることが必要である。

この要求は特にタンディッシュ内の対応するインサートの配置を、鋼が注がれた後、一定の上昇流を生じ、鋼が表面まで撹拌されて、鋼よりも軽い粒子がスラグに移動またはスラグに結合するような配置とすることによってうまく達成される。

独国特許出願公開第３３３７７３９号明細書（特許文献１）は、連続鋳造プラントを開示している。この連続鋳造プラントには、連続鋳造用鋳型および連続抽出装置とともに、鋳物取鍋ホルダおよびチェンジャー（取鍋タレット）、鋳物取鍋およびタンディッシュが設けられている。鋳造位置に搬送するために準備位置にある、溶融金属で充填された鋳物取鍋は、一緒に輸送するためのタンディッシュに関連付けられている。この実施形態で、タンディッシュは、好ましくは、鋳物取鍋の下の取鍋タレット上において鋳物取鍋を受け入れるために設けられたブームに挿入される。タンディッシュおよび／または鋳物取鍋には、それらを互いに取り外し可能に固定するための手段が設けられている。

欧州特許出願公開第０１１９８５３号明細書（特許文献２）は、連続鋳造のためのタンディッシュを開示しており、このタンディッシュは、タンディッシュの側壁に配置された流路式誘導加熱装置を有し、この装置は、タンディッシュの側壁の開口と連通するチャネルを含む。

欧州特許出願公開第０１４０２１７号明細書（特許文献３）は、連続鋳造プラントにおいて鋳物取鍋および中間レセプタクルを交換するための方法および装置を開示している。

欧州特許出願公開第０７２６１１５号明細書（特許文献４）は、溶融金属が変向および／またはフィルタリング装置を通過した後に溶融金属を分配するために底領域に流出開口を有する、溶融鉄金属を受け入れてフィルタリングするためのタンディッシュを開示しており、このタンディッシュは貫通開口を備えたセラミックフィルタを有し、該セラミックフィルタは、タンディッシュの水平断面全体を実質的に覆い、既知の方法で取り除くことができ、実質的に水平方向に延び、このフィルタは実質的に垂直方向にタンディッシュを通る溶融金属の貫流方向に配置され、これによりシンプルな設計で、高い鋳造速度であっても溶融金属を清浄化してフィルタリングすることを可能にする。

欧州特許第０８０４３０６号明細書（特許文献５）は、溶融金属浴からの介在物の除去を改善するために、タンディッシュ中の溶融金属の流れを調節するための装置を開示している。この目的のために、流れ制御ダムがバッファーの下流に配置され、かつバッファーを出る溶鋼の流れを受けるように構成された上側領域を有し、その上側領域は、バッファーからの溶鋼の流れを、下流方向にあるスラグカバーへと流れる少なくとも１つのサブフロー流れと、上流方向にあるスラグカバーへと流れる少なくとも１つのサブフロー流れとに変向させる。最終的な解析においては、この流れ制御ダムは短絡の流れを防止するために設置されたダムとなる。

米国特許第６０７４６００号明細書（特許文献６）は、乱流を最小化するためのタンディッシュダムの改良を開示している。具体的には、この発明は気泡やスラグ介在物の形成を低減することを目的としている。気泡やスラグ介在物の形成の低減は、特にタンディッシュの初期充填において達成されるべきである。この目的のために、一方では、一種の堰がタンディッシュの鋼入口とタンディッシュの鋼出口との間に配置され、堰は浴の表面から底に向かって延びるが、底から離間される。さらに、堰と鋼出口との間にランプ部が設けられ、堰の前に第２のランプ部が配置されている。

独国特許出願公開第１０ ２００９ ００９７４０号明細書（特許文献７）は、溶鋼を含むレセプタクルにおいて渦を避けるための底部出口の領域に渦巻き要素を配置することを開示しており、ここでは渦巻き要素の刃先が渦の中に達するように渦巻き要素を配置することによって渦を避ける。渦巻き要素は、円形セグメント状の平坦な固定部分と、刃先を有するブレーキ部分とから構成され、この一個部品構造の構成要素は、実質的に底部出口に配置されるか、または、より好ましくはノズルブリック上に配置され、この要素は内径が底部出口の直径に対応するのでノズルブリックに取り付けることができる。

独国特許第２２１６７９７号明細書（特許文献８）は、鋳造のための通路を開示しており、この通路は、溶融金属が通路に注がれたときに、その溶融金属が出口に達する前に壁の周りを流れなければならない形で具現化されるか、または金属が実際の鋳型に到達する前に存在するカップの形で具現化される。

特開平１０−２１６９０９号公報（特許文献９）は、鋼の連続鋳造用タンディッシュを開示しており、このタンディッシュには鋼を脱酸するために底部側に開口が設けられた隔壁と、その隔壁に続く壁部が設けられている。

独国特許第０２３５３４０号明細書（特許文献１０）は、タンディッシュに使用することができるプラズマ加熱のためのアノードシステムを開示している。

豪州特許第４０５９１４号明細書（特許文献１１）には、鋼の連続鋳造のためのタンディッシュであって、入口側の底部に凹型カップおよび後続の壁が設けられているものが開示されている。

タンディッシュに鋼入口から鋼出口に延びる底部の凹部を設けることも知られており、このようなタンディッシュでは、部分的には階段状の傾斜した底部でもある傾斜した底部上に、壁または隆起領域が配置され、鋼出口領域は一種のカップを形成し、カップが満たされた後、オーバーフローが壁を通過し、次いでタンディッシュ全体が充填される。この壁の目的は、同様に乱流を確実にし、特にスラグ層との接触を達成するためにタンディッシュ中の鋼の保持時間をいくらか長くすることである。

独国特許出願公開第３３３７７３９号明細書 欧州特許出願公開第０１１９８５３号明細書 欧州特許出願公開第０１４０２１７号明細書 欧州特許出願公開第０７２６１１５号明細書 欧州特許第０８０４３０６号明細書 米国特許第６０７４６００号明細書 独国特許出願公開第１０ ２００９ ００９７４０号明細書 独国特許第２２１６７９７号明細書 特開平１０−２１６９０９号公報 独国特許第０２３５３４０号明細書 豪州特許第４０５９１４号明細書

本発明の目的は、粒子除去を保持または改善しつつ、より効果的かつ経済的な分配器形状を創出することである。

この目的は、請求項１の特徴を有するタンディッシュによって達成される。

好ましい変更は従属請求項に開示されている。

現在、タンディッシュの形状は、タンディッシュの入口領域すなわち溶鋼がタンディッシュに移動する取鍋シュラウドの領域において、タンディッシュ底部の幾何学的形状が側部（側壁、端部壁）および底部で閉鎖されたカップの形となるように具現化される。具体的には、このカップは、幅１ｍ、長さ１ｍ、高さ２０ｃｍの寸法を有する。このカップは上部が開放されており、また取鍋の上から取鍋シュラウドを通して溶鋼が充填される。このカップがいっぱいになると、オーバーフローが壁、インサート、ランプ部、およびタンディッシュの残部からカップを分離する壁を通り、タンディッシュ全体を満たす。

このカップまたは底面形状の入口付近の底部形状（以下ではカップとも略称される）の主な目的は、タンディッシュ入口領域において取鍋および取鍋シュラウドによって起こされた溶鋼流をタンディッシュの浴表面に向けて変向させることである。

既知の形状の利点は、粒子の保持時間の増加、ひいてはタンディッシュ内の溶鋼流中の粒子除去の可能性の増大が達成されることである。

さらに、タンディッシュ出口に向かう方向の流れ、すなわち鋳造管を通って鋳型内への短絡流が防止される。

しかし、本発明がなされるに際して、タンディッシュが空になると、かなりの残量の鋼がこのカップに残り、これはタンディッシュが冷えた後にスクラップみなしとなることが発見されていた。これは経済的ではない。したがって、本発明の目的は、タンディッシュ中の鋼の残留量を低減し、アウトプットを増大させつつ、タンディッシュの粒子除去の挙動の少なくとも既存のレベルを維持することである。さらに、取鍋からの溶鋼が取鍋シュラウドを直接的に、すなわち最短経路によってタンディッシュ出口に向かう方向にタンディッシュの底部付近を流れ、鋳造管を通して鋳型のなかに入る短絡流は避けなければならない。前記したタンディッシュ内の短絡流中の粒子は、タンディッシュの浴表面で除去することができず、このように溶鋼と一緒に直接鋳型内に移動することになるが、これは絶対に避けなければならない現象である。

本発明がなされるに際して、特定の状況下では、タンディッシュ入口の底部領域のカップ形状に、タンディッシュキャビティの残部分からカップを分割するダムが部分的に穿孔されてなる開口を選択的に設けることが可能であることが発見された。

タンディッシュ出口に向かう方向に設けられたこれらの開口、特に上部に向かって開口しているチャネルは、タンディッシュの２つの横方向の長い側の境界（縦壁）から始まり、タンディッシュの長手軸の方向に向けられ特にカップの底部に達する。

好ましくは、これらの開口は、タンディッシュの長手軸に対して対称的に形成される。

これは、複数の横方向のチャネルまたは少なくとも１つの横方向のチャネルを形成する。壁またはインサートの領域におけるタンディッシュ底部の断面全体において、複数の横方向のチャネルまたは１つの横方向のチャネルは、カップの断面積の１０％〜３０％、好ましくは１５％〜２５％である総流れ断面積を有する。

タンディッシュ底部の総面積に対する壁またはインサートの面積は、好ましくは総面積の５０％未満、特に好ましくは４０％未満である。

１つまたは複数のチャネルは、それぞれの側壁からわずかに離れて、すなわちタンディッシュ内部の幅の０．０１％から２５％の長さの間隔をおいて設けられ得る

チャネルの横方向配置により短絡流が回避され、タンディッシュ内の粒子除去は、驚くべきことに横方向のチャネルのない形状と少なくとも同じレベルに保持される。テストでは、注入領域内でカップを空にするための追加の横方向のチャネルにより、粒子の除去および短絡の挙動に関して改善を達成する傾向があることが発見された。

この場合、通常の能力で利用される鋼プラントでは、本発明のタンディッシュがなければ廃棄されるであろうかなりの残量の鋼が使用される点でも特に好ましい。本発明のタンディッシュにより、利用可能な鋳造成形回数が大幅に増加する。

この事実の他、本発明によりタンディッシュを破壊して防火インナーライニングを交換することがかなり容易になる。

以下、本発明を図面に基づき実施例を挙げて説明する。

従来技術よるタンディッシュの上から見た非常に概略的な図である 図１によるタンディッシュの断面図を示す。 本発明によるタンディッシュの非常に概略的な上面図である。 図３のタンディッシュの側断面図である。 数値ＣＦＤ計算の結果（ＲＴＤ曲線）を示す。 本発明によるタンディッシュの非常に概略的な部分断面図を示す。 タンディッシュの底部における本発明によるチャネルを通る断面を示す。 従来技術によるタンディッシュへの鋼の入口における流れプロファイルを示す図である。 本発明によるタンディッシュに鋼を導入したときの流れプロファイルを示す図である。

本発明によるタンディッシュ１は、２つの反対側に位置する端部壁２、３と端部壁同士を接続する２つの側壁４、５とを有する細長いトラフ状の容器である（図１および図２）。

タンディッシュ１はまた底部６を有し、この底部では入口領域７および出口領域８がタンディッシュ１の長手軸９に沿って設けられている。この場合、入口領域７は入口側の端部壁２に隣接して配置され、出口領域８は出口側の端部壁３に隣接して形成され、基本的に、流入する鋼はタンディッシュ１の長手方向スパンに沿って容器を通って流れる。

タンディッシュ１の底部６は、入口領域７から出口領域８へと傾斜して延びるように深くすることができ、ここで「傾斜して延びる」とは、浴表面１０に対する深さが増大することを意味する。

タンディッシュ１の底部６でタンディッシュ１の内部１１に向けて敷居部１２またはランプ部１２が設けられて、これがタンディッシュ１の入口領域７に凹型カップ１３を形成している。特に、このカップ１３は、凹型かつ矩形で、かつトラフ状に形成されている。敷居部１２またはランプ部１２は、タンディッシュ出口領域８の方向に内部１１に向けてカップ１３の閉じた境界を構成し、具体的にはスキーのジャンプ台に類似したわずかな傾斜を有し得る。

この場合、タンディッシュ底部６は、タンディッシュ出口８に向かう方向に継続的な傾斜１４を有する敷居部１２の上端１２ａから下方に傾斜し得る。好ましくは、入口領域７の近傍の底部６と、出口領域８は、浴表面１０に対して平坦である。この場合、「浴表面」１０は、タンディッシュ１の運転中の最高浴表面１０を意味するものとする。タンディッシュ１が空になってくると、運転中に浴表面が最高浴表面１０から下がる。

本発明（図３および図４）によれば、少なくとも側壁４、５に沿って、カップ１３または敷居部１２またはランプ部１２の（タンディッシュ出口８に向かう方向の）境界が、チャネル様裂形状部（チャネル１５）を備える形で具現化されており、このチャネル１５は敷居部１２またはランプ部１２の上端１２ａから、好ましくは入口領域７の近傍の底部６の高さまで下方に延びる。

これにより、残留鋼がカップ１３から流出して出口領域８に移動することが確実になる。

この目的のために、チャネル１５のチャネル底部１６は、具体的にはタンディッシュ出口領域８までわずかに傾斜するように構成することができる。

このようにして、チャネル１５は、一方ではチャネル底部１６によって、他方では、敷居部１２またはランプ部１２の側壁４、５およびチャネル壁１７によって画定される。

この場合、チャネル１５はまた、側壁４、５から多少離間して配置されてもよく、それにより敷居部１２は端部において穿孔されず、代わりに穿孔部は長手軸９に向かって短い距離だけ位置がずらさせることになる。

従来のタンディッシュ形状では、チャネル１５または複数のチャネル１５は、例えば７０ｍｍ〜８０ｍｍの幅と敷居部１２の高さに対応する高さとを有している。すなわちチャネル１５に隣接する壁４、５または７が、例えば１０〜２０度の角度でチャネル底部１６から離れる方向に延びるにつれて幅が広くなると好ましいということになる（図６および図７参照）。

フローシミュレーション（図８および図９）では、両方ともタンディッシュの連続的な充填を行うものであるが、従来技術（図８）と比較すると、横方向のチャネル（図９）のために、傾斜した底部に沿って、かつ敷居部１２またはランプ部１２に沿って別個の逆流が生成されており、設けられたチャネル１５または複数のチャネル１５はこの逆流を妨げず、またタンディッシュにおける粒子の保持時間および粒子流に悪影響を及ぼすこともないことが分かった。

代わりに、横方向のチャネルが存在するにもかかわらず、または横方向のチャネルのために、保持時間の驚くべき更なる改善が示されている（図５）。

敷居部１２またはランプ部１２は、タンディッシュ１の長手軸９に対して垂直な方向に配置することができ、丸いまたは湾曲した形に延在することも可能である。

敷居部１２は、粒子流に悪影響を及ぼさないようにタンディッシュ１の動作中の最高浴表面１０よりも低い高さを有する。

好ましくは、敷居部１２は、その高さの浴表面１０に対する比が１：５未満、好ましくは１：１０未満である高さを有する。

本発明は、設けられた１つまたは複数のチャネル１５が、驚くべきことに粒子除去の挙動に悪影響を及ぼさず、むしろ改善する点で好ましい効果を有し、加えて、カップから残留物を無くすことが可能になり、これによりかなり経済的な方法で作業することが可能になる効果を奏する。

１ タンディッシュ
２ 端壁
３ 端壁
４ 側壁
５ 側壁
６ 底部
７ 入口領域
８ 出口領域
９ 長手軸
１０ 浴表面
１１ 内部
１２ 敷居部／ランプ部
１２ａ 敷居部／ランプ部１２の上端
１３ カップ／タンディッシュ
１４ 傾斜
１５ 裂形状部／チャネル
１６ チャネル底部
１７ チャネル壁

Claims (10)

1. タンディッシュ、特に入口領域（７）および出口領域（８）を有する鋼鋳物取鍋と連続鋳造鋳型との間に配置するための連続鋳造用のタンディッシュであって、
   前記入口領域（７）において溶鋼が供給されることが可能で、前記出口領域（８）において前記タンディッシュ（１）から溶鋼が排出されることが可能であり、
   前記タンディッシュ（１）の前記入口領域（７）の近傍において、タンディッシュ底部（６）の所定の領域にカップ（１３）を形成する敷居部（１２）が設けられ、
   前記敷居部（１２）は、前記敷居部（１２）の高さを局所的に低くする、または前記敷居部（１２）を切り欠くチャネル（１５）を側部にそれぞれ有し、
   前記敷居部（１２）の高さは、前記タンディッシュ底部（６）から稼働中の前記タンディッシュ（１）の最大の浴表面（１０）までの高さよりも低く、
   前記チャネル（１５）の底部（１６）は、前記入口領域（７）から前記出口領域（８）までの間において、２〜６度で傾斜していることを特徴とするタンディッシュ。
2. 請求項１に記載のタンディッシュであって、
   前記チャネル（１５）の各々は、前記入口領域（７）における前記タンディッシュ底部（６）のレベルまで完全に前記敷居部（１２）の高さを低下させることを特徴とするタンディッシュ。
3. 請求項１または２に記載のタンディッシュであって、
   前記チャネル（１５）は、前記敷居部（１２）のない前記タンディッシュ底部（６）の形状に相当する傾斜を有することを特徴とするタンディッシュ。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のタンディッシュであって、
   前記敷居部（１２）は、前記浴表面（１０）に対する高さが１：５未満あることを特徴とするタンディッシュ。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のタンディッシュであって、
   前記タンディッシュ（１）の前記入口領域（７）において、前記溶鋼は取鍋シュラウドを通して供給されることが可能で、前記溶鋼はプラグと出口開口によって前記タンディッシュ（１）から排出されることが可能であることを特徴とするタンディッシュ。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載のタンディッシュであって、
   前記チャネル（１５）は、全体としてタンディッシュ内部（１１）の幅の３０％を超えない幅であることを特徴とするタンディッシュ。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載のタンディッシュであって、
   前記チャネル（１５）の各々は、対応する側壁（４、５）およびチャネル側壁（１７）とともに前記チャネルの底部（１６）によって画定され、前記チャネル側壁（１７）は、前記敷居部（１２）によって構成されることを特徴とするタンディッシュ。
8. 請求項１〜５のいずれか一項に記載のタンディッシュであって、
   前記チャネル（１５）の各々は、対応する側壁（４、５）から、前記タンディッシュの内部の幅の０．０１％〜２５％の間隔をおいて設けられることを特徴とするタンディッシュ。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載のタンディッシュであって、
   前記チャネル（１５）を画定する壁（４、５、１７）は、それぞれ、前記チャネルの底部（１６）から、２．５〜２５度の角度で、前記チャネル（１５）の幅が拡がる方向に傾斜していることを特徴とするタンディッシュ。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載のタンディッシュであって、
    前記敷居部（１２）の面積は、前記タンディッシュ底部（６）の総面積の５０％未満であることを特徴とするタンディッシュ。

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