JP6733854B1 - スライディングノズル装置の制御方法及び鋳片の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
取鍋1は、溶鋼4及びスラグ5を収容する溶鋼保持容器である。取鍋1に収容される溶鋼4は、予め所定の成分及び温度に精錬処理されたものである。また、本実施形態においては、溶鋼4の鋼種として、軸受鋼等の高清浄度鋼を対象とすることが好ましい。取鍋1には、上ノズル2と、スライディングノズル装置3とが設けられる。
スライディングノズル装置3は、上ノズル2の下面に設けられるノズル機構であり、上プレート31と、摺動プレート32と、下部ノズル33とを有する。
上プレート31は、耐火物製のプレートであり、プレート面内で鉛直方向である上下方向(図1〜図4の上下方向)に開孔する円形の第1ノズル孔311を有する。上プレート31は、取鍋1の底部下面に固定されて設けられ、上下方向から視て、上ノズル2の円形の孔と第1ノズル孔311とが、同心状となるように重畳して設けられる。なお、上ノズル2の孔径は、第1ノズル孔311の孔径と略同じ大きさであり、後述する第2ノズル孔321及び下部ノズル33の孔径とも略同じ大きさである。
なお、鋳造が開始される前の、精錬処理が終了した段階においては、スライディングノズル装置3は閉状態となっており、図1に示すように、取鍋1の上ノズル2及び第1ノズル孔311の内部には詰砂6が入った状態となる。詰砂6は、取鍋1の初期の開口時における、開口不良を防止するためのものであり、上ノズル2及び第1ノズル孔311内での溶鋼4の凝固を防止する。
ガス吹込み工程の後、取鍋1から溶鋼4を注出する、再注出工程を行う。再注出工程では、取鍋1を鋳造位置とした状態で、摺動プレート32を開位置に移動させてスライディングノズル装置3を開状態とすることで、上ノズル2、第1ノズル孔311、第2ノズル孔321及び下部ノズル33を介して取鍋1から溶鋼4を注出する。そして、注出された溶鋼4を連続鋳造する。注出された溶鋼4の連続鋳造方法は、一般的な方法を用いることができる。例えば、下部ノズル33にロングノズルを接続して、このロングノズルを介して注出された溶鋼4をタンディッシュに移注し、さらに、タンディッシュから鋳型(モールド)へと注入することで鋳造が行われる。以上のように、本実施形態では、スライディングノズル装置3について、上述の注出工程、吹込み工程及び再注出工程で説明した制御を行う。そして、この制御方法にてスライディングノズル装置3を制御して連続鋳造を行うことで、鋳型に応じた所定の断面形状の鋳片が製造される。
以上で、特定の実施形態を参照して本発明を説明したが、これら説明によって発明を限定することを意図するものではない。本発明の説明を参照することにより、当業者には、開示された実施形態とともに種々の変形例を含む本発明の別の実施形態も明らかである。従って、特許請求の範囲に記載された発明の実施形態には、本明細書に記載したこれらの変形例を単独または組み合わせて含む実施形態も網羅すると解すべきである。
さらに、上記実施形態では、吹込み工程において吹込むガスをArガスとしたが、本発明はかかる例に限定されない。吹込み工程において吹込まれるガスは、不活性ガスであればよく、Arガス以外のガスが用いられてもよい。
(1)本発明の一態様に係るスライディングノズル装置3の制御方法は、溶鋼4を収容した取鍋1から、取鍋1に設けられたスライディングノズル装置3を介して溶鋼4を注出する、スライディングノズル装置3の制御方法であって、スライディングノズル装置3は、取鍋1の底部に固定された上ノズル2の下面に設けられ、第1ノズル孔311を有する上プレート31と、上プレート31の下面に設けられ、第2ノズル孔321を有する摺動プレート32とを有し、摺動プレート32は、第2ノズル孔321の少なくとも一部が第1ノズル孔311に重畳する開位置から、第2ノズル孔321が第1ノズル孔311に重畳せず、摺動プレート32によって第1ノズル孔311が塞がれた閉位置までを、上プレート31の下面を摺動することで移動可能に構成され、閉位置において、第1ノズル孔311に不活性ガスを吹込む、ガス吹込み孔322をさらに有し、取鍋1に溶鋼4が収容された状態において、摺動プレート32を開位置にし、第1ノズル孔311及び第2ノズル孔321を介して取鍋1から溶鋼4の一部を注出する注出工程と、注出工程の後、摺動プレート32を閉位置に移動させ、第1ノズル孔311を介してガス吹込み孔322から不活性ガスを取鍋1内の溶鋼4に吹込む、ガス吹込み工程と、ガス吹込み工程の後、摺動プレート32を開位置にし、第1ノズル孔311及び第2ノズル孔321を介して取鍋1から溶鋼4を注出する、再注出工程と、を備え、ガス吹込み工程では、不活性ガスを上ノズル2のノズル孔断面積あたり及び単位時間あたりに吹込む体積である、前記不活性ガスの吹込み流量を3.9Nm3/(min・m2)以上26.0Nm3/(min・m2)以下とする。
上記(1)の構成によれば、不活性ガスの吹込みによってスライディングノズル装置3内への溶鋼4の流入およびスライディングノズル装置3内近傍の溶鋼流動のよどみを抑制することができ、スライディングノズル装置3内での溶鋼4の凝固を抑制することができる。これにより、取鍋1での溶鋼4の再注出時(再注出工程)において、不開孔の発生を抑制することができる。
上記(2)の構成によれば、不活性ガスの攪拌によって取鍋1内の溶鋼4の温度を均一にすることができ、スライディングノズル装置3内での溶鋼4の凝固を抑制することができる。これにより、取鍋1での溶鋼4の再注出時(再注出工程)において、不開孔の発生をさらに抑制することができる。
上記(3)の構成によれば、簡易かつ精度の高い計算モデルで均一混合時間を算出することができ、簡易な計算方法で吹込み時間を算出することができる。
上記(4)の構成によれば、注出される溶鋼4の顕熱によってスライディングノズル装置3を温めるに必要な溶鋼4の注出量が与えられ、スライディングノズル装置3内での溶鋼4の凝固を抑制することができる。これにより、溶鋼歩留まりの大幅な低下を伴わず、取鍋1での溶鋼4の再注出時(再注出工程)において、不開孔の発生をさらに抑制することができる。
上記(5)の構成によれば、上記(1)〜(4)の構成と同様な効果を得ることができる。特に、上記実施形態の注出工程において詰砂6の注出を必要とする鋼種である、高清浄度鋼を鋳造する場合には、鋳造製品の品質及び鋳造歩留りを向上することができる。
実施例1では、溶鋼4の充填量が190tで、上ノズル2のノズル径が70mm(ノズル断面積3.8×10−3m2)の取鍋1を用いて調査を行なった。
一方、比較として、注出工程において、摺動プレート32を3秒間開位置にして、詰砂及び溶鋼を注出した後、摺動プレート32を閉位置に戻し、第1ノズル孔311を介してガス吹込み孔322から30.0NL/minのArガスを取鍋1内の溶鋼4に吹込んだ場合について調査を行った(比較例1−1)。また、摺動プレート32を7秒間開位置にして、詰砂及び溶鋼を注出した後、摺動プレート32を閉位置に戻し、第1ノズル孔311を介してガス吹込み孔322から10.0NL/minのArガスを取鍋1内の溶鋼4に吹込んだ場合についても調査を行った(比較例1−2)。さらに、注出工程において、摺動プレート32を14秒間開位置にして、詰砂及び溶鋼を注出した後、摺動プレート32を閉位置に戻し、第1ノズル孔311を介してガス吹込み孔322から30.0NL/minのArガスを取鍋1内の溶鋼4に吹込んだ場合についても調査を行った(比較例1−3)。
2 上ノズル
3 スライディングノズル装置
31 上プレート
311 第1ノズル孔
32 摺動プレート
321 第2ノズル孔
322 ガス吹込み孔
33 下部ノズル
34 下プレート
341 第3ノズル孔
4 溶鋼
5 スラグ
6 詰砂
Claims (5)
- 溶鋼を収容した取鍋から、前記取鍋に設けられたスライディングノズル装置を介して前記溶鋼を注出する、スライディングノズル装置の制御方法であって、
前記スライディングノズル装置は、前記取鍋の底部に固定された上ノズルの下面に設けられ、第1ノズル孔を有する上プレートと、前記上プレートの下面に設けられ、第2ノズル孔を有する摺動プレートとを有し、
前記摺動プレートは、前記第2ノズル孔の少なくとも一部が前記第1ノズル孔に重畳する開位置から、前記第2ノズル孔が前記第1ノズル孔に重畳せず、前記摺動プレートによって前記第1ノズル孔が塞がれた閉位置までを、前記上プレートの下面を摺動することで移動可能に構成され、前記閉位置において、前記第1ノズル孔に不活性ガスを吹込む、ガス吹込み孔をさらに有し、
前記取鍋に前記溶鋼が収容された状態において、前記摺動プレートを前記開位置にし、前記第1ノズル孔及び前記第2ノズル孔を介して前記取鍋から前記溶鋼の一部を注出する抽出工程と、
前記抽出工程の後、前記摺動プレートを前記閉位置に移動させ、前記第1ノズル孔を介して前記ガス吹込み孔から前記不活性ガスを前記取鍋内の前記溶鋼に吹込む、ガス吹込み工程と、
前記ガス吹込み工程の後、前記摺動プレートを前記開位置にし、前記第1ノズル孔及び前記第2ノズル孔を介して前記取鍋から前記溶鋼を注出する、再注出工程と、
を備え、
前記ガス吹込み工程では、前記不活性ガスを前記上ノズルのノズル孔断面積あたり及び単位時間あたりに吹込む体積である、前記不活性ガスの吹込み流量を3.9Nm3/(min・m2)以上26.0Nm3/(min・m2)以下とする、スライディングノズル装置の制御方法。 - 前記ガス吹込み工程では、前記不活性ガスを吹込む時間である吹込み時間を、前記不活性ガスの攪拌による前記取鍋内の前記溶鋼の均一混合時間の1/4以上とする、請求項1に記載のスライディングノズル装置の制御方法。
- 前記注出工程では、前記取鍋から前記溶鋼の一部を注出する時間である注出時間を、5秒以上13秒以下とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載のスライディングノズル装置の制御方法。
- 溶鋼を収容した取鍋から、前記取鍋に設けられたスライディングノズル装置を介して前記溶鋼を注出し、注出した前記溶鋼を鋳造する、鋳片の製造方法において、
請求項1〜4のいずれか1項に記載のスライディングノズル装置の制御方法を用い、前記再注出工程で注出された前記溶鋼を鋳造する、鋳片の製造方法。
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