JP6844367B2 - Hot water supply method for sliding nozzle, lower plate, lower nozzle and molten steel - Google Patents
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Description
本発明は、開口を有する複数のプレートを摺動させて溶鋼流量を制御するスライディングノズル、スライディングノズル用の下部プレート、下部ノズル、及びそれらを用いて取鍋から溶鋼を給湯する溶鋼の給湯方法に関するものである。 The present invention relates to a sliding nozzle for controlling the flow rate of molten steel by sliding a plurality of plates having openings, a lower plate for the sliding nozzle, a lower nozzle, and a method for supplying molten steel to hot water from a ladle using them. It is a thing.
鋼の連続鋳造プロセスにおいては、精錬工程で成分と温度を調整された溶鋼は、耐火物容器である取鍋に貯留された状態で、連続鋳造工程を実施する連続鋳造機まで輸送される。輸送された溶鋼は、タンディッシュを経て連続鋳造機の鋳型に注入される。取鍋の底部には、溶鋼流量調整機構として主にスライディングノズルが用いられ、タンディッシュへ注入する溶鋼流量調整及び給湯の遮断を行う。取鍋底部の溶鋼流量調整機構では、タンディッシュ内の溶鋼量を一定に保持するように溶鋼流量が調整され、取鍋内の溶鋼の供給が終了したときには注入を遮断する。また、タンディッシュの底部には溶鋼流量調整機能とともに浸漬ノズルが配置され、溶鋼流量を調整しつつ、浸漬ノズルから鋳型内に溶鋼が供給される。タンディッシュ底部の溶鋼流量調整機能では、鋳型内の湯面レベルを一定に保持するように、溶鋼流量が調整される。タンディッシュ底部の溶鋼流量調整機構としては、スライディングノズル又はストッパーが用いられている。 In the continuous steel casting process, the molten steel whose composition and temperature have been adjusted in the refractory process is transported to a continuous casting machine in which the continuous casting process is performed while being stored in a ladle which is a refractory container. The transported molten steel is injected into a mold of a continuous casting machine via a tundish. A sliding nozzle is mainly used as a molten steel flow rate adjusting mechanism at the bottom of the ladle to adjust the flow rate of molten steel injected into the tundish and shut off the hot water supply. The molten steel flow rate adjusting mechanism at the bottom of the ladle adjusts the flow rate of molten steel so as to keep the amount of molten steel in the tundish constant, and shuts off the injection when the supply of molten steel in the ladle is completed. Further, a immersion nozzle is arranged at the bottom of the tundish together with a molten steel flow rate adjusting function, and molten steel is supplied from the immersion nozzle into the mold while adjusting the molten steel flow rate. The molten steel flow rate adjustment function at the bottom of the tundish adjusts the molten steel flow rate so as to keep the molten metal level in the mold constant. A sliding nozzle or stopper is used as the molten steel flow rate adjusting mechanism at the bottom of the tundish.
連続鋳造では、取鍋を交換しつつ、鋳型に継続的に溶鋼を供給して、鋳造を連続的に行う必要がある。取鍋交換時には取鍋からタンディッシュへの溶鋼供給が途絶えるので、タンディッシュ内の貯蔵溶鋼を供給することにより、鋳造の連続性を保持する。 In continuous casting, it is necessary to continuously supply molten steel to the mold while exchanging the ladle to perform continuous casting. Since the supply of molten steel from the ladle to the tundish is interrupted when the ladle is replaced, the continuity of casting is maintained by supplying the stored molten steel in the ladle.
一方で、タンディッシュ本体とタンディッシュ蓋との間は気密性が十分ではなく、タンディッシュ内の溶鋼上部空間には大気が混入する。また、取鍋からタンディッシュへの溶鋼注入流を大気から遮断するため、注入管やロングノズルが配置されるものの、完全に気密にすることは困難である。そのため、タンディッシュでは、溶鋼の再酸化による非金属介在物の生成も絶えず発生しており、溶鋼の品質低下の原因となる場合があり、特に取鍋からの注入流を湯面に落下させるような注入方法では、湯落ち部周辺の気体を巻き込むことで気体中の酸素による再酸化が起きやすい。 On the other hand, the airtightness between the tundish body and the tundish lid is not sufficient, and the atmosphere is mixed in the molten steel upper space in the tundish. In addition, since the molten steel injection flow from the ladle to the tundish is blocked from the atmosphere, an injection pipe and a long nozzle are arranged, but it is difficult to make it completely airtight. Therefore, in the tundish, the formation of non-metal inclusions due to the reoxidation of the molten steel is constantly occurring, which may cause the quality of the molten steel to deteriorate. In a simple injection method, reoxidation due to oxygen in the gas is likely to occur by involving the gas around the hot water drop portion.
そこでタンディッシュは、前述のように所定の流量を維持しつつ溶鋼を鋳型に供給する機能を持つ他に、タンディッシュ内で溶鋼中の不純物を浮上分離する機能をも有している。鋼の精錬時等に不可避的に混入したスラグや、脱酸のために添加されたアルミニウムから生成されるアルミナなどの非金属介在物、それに前述のようにタンディッシュ内での溶鋼再酸化で形成された非金属介在物を、その比重が鋼の比重よりも小さいことを利用してタンディッシュ内で浮上分離させる機能を有している。これにより、溶鋼中に存在する非金属介在物などがそのまま鋳型内に供給されることが防止されて、鋳片に混入することがなく、非金属介在物などが原因で生じる圧延時の疵や割れ、有害な内部欠陥などを抑制できる。 Therefore, the tundish has a function of supplying molten steel to the mold while maintaining a predetermined flow rate as described above, and also has a function of floating and separating impurities in the molten steel in the tundish. Formed by slag inevitably mixed during steel refining, non-metal inclusions such as alumina produced from aluminum added for deoxidation, and molten steel reoxidation in tundish as described above. It has a function of floating and separating the non-metal inclusions formed in the tundish by utilizing the fact that the specific gravity is smaller than the specific gravity of steel. This prevents non-metal inclusions present in the molten steel from being supplied into the mold as they are, prevents them from being mixed into the slab, and causes defects during rolling caused by non-metal inclusions. Cracks and harmful internal defects can be suppressed.
タンディッシュ内の溶鋼中に不活性ガス気泡を混在させると、タンディッシュ内で気泡が浮上分離する際に溶鋼中の非金属介在物を取り込んで浮上するので、溶鋼中非金属介在物除去を促進する上で有効である。 When inert gas bubbles are mixed in the molten steel in the tundish, the non-metal inclusions in the molten steel are taken in and float when the bubbles float and separate in the tundish, which promotes the removal of the non-metal inclusions in the molten steel. It is effective in doing so.
特許文献1では、取鍋からタンディッシュへ注入ノズルを介して注入する際、注入中の溶鋼に注入ノズルから不活性ガスを吹き込む方法が開示されている。タンディッシュ湯面からポーラス煉瓦設置位置までの距離が1.4m以内であれば、ノズル内部が負圧になっても、ノズル内部は落下する溶鋼によって完全に充填されているので、ガスを容易に溶鋼中に混入させることができるとしている。
特許文献2では、取鍋底部に設けた注入ノズルにより溶融金属をタンディッシュ内に注入するに際し、取鍋底部の溶融金属流出口の近傍に不活性ガスを吹き込んで注入流にガスを懸濁させ、この注入流を不活性ガスを充満させた注入ノズルを通してノズル内面と非接触状態を保ちながら落下させたのち、ノズル内下部の溶融金属面に衝突させて、溶融金属中のガス気泡をより細かく分断し、不純物をこの気泡に取り込んで除去する方法が提案されている。ガス吹き込みは、スライディングノズルよりも上部のノズル、又はスライディングノズルの上プレートから吹き込む形態が開示されている。
In
取鍋底部のスライディングノズルとその下部に設ける注入管との間は、十分な気密性を保持することは難しく、従って注入管の内部を真空にすることは困難である。そのため、特許文献1に記載の方法では、注入管の側面からポーラス煉瓦でガスを吹き込んでも、注入溶鋼中にガスを混入させることはできない。また、特許文献2に記載の方法で注入溶鋼中にガスを混入させ、溶鋼からの介在物除去効果を発揮できるものの、さらに介在物除去効果が増大する方法が要請されている。そのためには、注入溶鋼中に、微細な気泡をロスなく吹き込むことが必要である。
It is difficult to maintain sufficient airtightness between the sliding nozzle at the bottom of the ladle and the injection tube provided below the sliding nozzle, and therefore it is difficult to evacuate the inside of the injection tube. Therefore, in the method described in
本発明は、注入溶鋼中に、微細な気泡をロスなく吹き込むことを可能とする、スライディングノズル、スライディングノズル用の下部プレート、下部ノズル、及びそれらを用いて取鍋から溶鋼を給湯する溶鋼の給湯方法を提供することを目的とする。 The present invention provides a sliding nozzle, a lower plate for a sliding nozzle, a lower nozzle, and a hot water supply of molten steel for supplying molten steel from a ladle using them, which enables fine air bubbles to be blown into the injected molten steel without loss. The purpose is to provide a method.
即ち、本発明の要旨とするところは以下のとおりである。
(1)開口を有する複数のプレートを摺動させて溶鋼流量を制御するスライディングノズルに用いる下部プレートであって、下部プレートと接する直上のプレートを直上プレートと呼び、下部プレートからみて、スライディングノズルを通過する溶鋼流量を低下させるときに直上プレートが移動する方向を「閉方向」と呼び、前記下部プレートの開口の側面にはガス吹き出し部を有し、開口の円周方向における前記ガス吹き出し部の配置位置は、前記下部プレートの開口円周面うちの前記閉方向に偏って設けられ、前記下部プレートの開口円周部の前記閉方向の両側にそれぞれ90°以内の範囲、両側合計で180°以内の範囲のみであり、下部プレートの外部から前記ガス吹き出し部を経由してガス吹き込みが可能であることを特徴とするスライディングノズル用の下部プレート。
(2)開口を有する複数のプレートを摺動させて溶鋼流量を制御するスライディングノズルであって、下部プレートとして、上記(1)に記載のスライディングノズル用の下部プレートを用いてなることを特徴とするスライディングノズル。
(3)開口を有する複数のプレートを摺動させて溶鋼流量を制御するスライディングノズルの下方に接して配置する下部ノズルであって、前記スライディングノズルの下部プレートと接する直上のプレートを直上プレートと呼び、下部プレートからみて、スライディングノズルを通過する溶鋼流量を低下させるときに直上プレートが移動する方向を「閉方向」と呼び、前記下部ノズルの開口の側面にはガス吹き出し部を有し、開口の円周方向における前記ガス吹き出し部の配置位置は、前記下部ノズルの開口円周面うちの前記閉方向に偏って設けられ、前記下部ノズルの開口円周部の前記閉方向の両側にそれぞれ90°以内の範囲、両側合計で180°以内の範囲のみであり、下部ノズルの外部から前記ガス吹き出し部を経由してガス吹き込みが可能であることを特徴とする下部ノズル。
(4)取鍋の底部に配置したスライディングノズルを経由して溶鋼を給湯する方法であって、前記スライディングノズルとして上記(2)に記載のスライディングノズルを用い、スライディングノズルの下部プレートの開口に配置したガス吹き出し部から不活性ガスを吹き込みつつ溶鋼を給湯することを特徴とする溶鋼の給湯方法。
(5)取鍋の底部に配置したスライディングノズルを経由して溶鋼を給湯する方法であって、前記スライディングノズルの下方に接して配置する下部ノズルとして上記(3)に記載の下部ノズルを用い、下部ノズルの開口に配置したガス吹き出し部から不活性ガスを吹き込みつつ溶鋼を給湯することを特徴とする溶鋼の給湯方法。
That is, the gist of the present invention is as follows.
(1) A lower plate used for a sliding nozzle that controls the flow rate of molten steel by sliding a plurality of plates having openings. The plate directly above the lower plate in contact with the lower plate is called a direct upper plate, and the sliding nozzle is viewed from the lower plate. The direction in which the plate directly above moves when the flow rate of the molten steel passing through is reduced is called the "closing direction", and a gas blowing portion is provided on the side surface of the opening of the lower plate, and the gas blowing portion in the circumferential direction of the opening position, the said of opening the circumferential surface of the lower plate is provided biased in the closing direction, the閉方both sides within a range of 90 ° each direction of opening circumferential portion of the lower plate, on both sides total 180 A lower plate for a sliding nozzle, which is only in the range within ° and can blow gas from the outside of the lower plate via the gas blowing portion.
(2) A sliding nozzle for controlling the flow rate of molten steel by sliding a plurality of plates having openings, characterized in that the lower plate for the sliding nozzle described in (1) above is used as the lower plate. Sliding nozzle to do.
(3) A lower nozzle arranged in contact with the lower part of a sliding nozzle for controlling the flow rate of molten steel by sliding a plurality of plates having openings, and a plate directly above the sliding nozzle in contact with the lower plate is called a direct upper plate. The direction in which the plate directly above moves when the flow rate of molten steel passing through the sliding nozzle is reduced when viewed from the lower plate is called the "closing direction". position of the gas blow-off portion in the circumferential direction, wherein of the opening circumferential surface of the lower nozzle is provided biased in the closing direction, on both sides of the閉方direction of the opening circumferential portion of the
(4) A method of supplying hot water of molten steel via a sliding nozzle arranged at the bottom of a pan, using the sliding nozzle described in (2) above as the sliding nozzle and arranging it at the opening of the lower plate of the sliding nozzle. A hot water supply method for molten steel, which is characterized in that molten steel is supplied while blowing inert gas from the gas blowing portion.
(5) A method of supplying hot water of molten steel via a sliding nozzle arranged at the bottom of a water heater, using the lower nozzle described in (3) above as a lower nozzle arranged in contact with the lower side of the sliding nozzle. A hot water supply method for molten steel, which comprises supplying molten steel while blowing inert gas from a gas blowing portion arranged at the opening of a lower nozzle.
本発明により、スライディングノズルを用いて一の溶鋼容器から他の溶鋼容器に溶鋼を注入するに際し、注入流中に有効に不活性ガス気泡を混入させ、他の溶鋼容器内における溶鋼からの非金属介在物除去を有効に行うことが可能となる。 According to the present invention, when injecting molten steel from one molten steel container into another molten steel container using a sliding nozzle, an inert gas bubble is effectively mixed in the injection flow, and a non-metal from the molten steel in another molten steel container is mixed. It becomes possible to effectively remove inclusions.
図1〜図3に基づいて、溶鋼流量を制御するためのスライディングノズルについて説明する。スライディングノズル1は、2枚又は3枚のプレートを有し、各プレートは溶鋼が通過する開口を有している。2枚のプレートを有する場合、上部プレート2と下部プレート4から構成され(図1(A1)(B1)参照)、上部プレート2を固定として下部プレート4を摺動装置28で摺動させる場合、上部プレート2の開口30Uと下部プレート4の開口30Lとの重なり部面積を増減することにより、通過する溶鋼量を増減させて溶鋼流量を制御する。3枚のプレートを有する場合、上部プレート2、スライディングプレート3、下部プレート4から構成され(図1(A2)(B2)参照)、上部プレート2と下部プレート4を固定として、スライディングプレート3を摺動装置28で摺動させることにより、上部プレート2と下部プレート4の開口(30U、30L)とスライディングプレート3の開口30Sとの重なり部面積を増減することにより、通過する溶鋼量を増減させて溶鋼流量を制御する。
A sliding nozzle for controlling the flow rate of molten steel will be described with reference to FIGS. 1 to 3. The
2枚プレートの場合、3枚プレートの場合のいずれも、下部プレート4と接する直上のプレートをここでは「直上プレート5」と呼ぶ。図1(A1)に示すような2枚プレートであれば上部プレート2が直上プレート5となり、図1(A2)に示すような3枚プレートであればスライディングプレート3が直上プレート5となる。そして、下部プレート4からみて、スライディングノズル1を通過する溶鋼流量を低下させるときに直上プレート5が移動する方向を「閉方向44」と呼ぶ。2枚プレートで下部プレート4が摺動する方式の場合、溶鋼流量を低下させるとき、図1(A1)において下部プレート4は左方向(摺動方向45)に移動する。下部プレート4から見れば、直上プレート5(上部プレート2)は相対的に右方向に移動する。そこで、図1(A1)における右方向が「閉方向44」となる。一方3枚プレレートでスライディングプレート3が摺動する方式の場合、溶鋼流量を低下させるとき、図1(A2)においてスライディングプレート3は左方向(摺動方向45)に移動する。下部プレート4から見れば、直上プレート5(スライディングプレート3)は左方向に移動する。そこで、図1(A2)における左方向が「閉方向44」となる。
In the case of two plates and the case of three plates, the plate directly above the
図3に示すように、スライディングノズル1の各プレートの開口径をd、下部プレートの開口30Lの開口中心OLと直上プレート5の開口中心OUとの間の距離をxと置く。x=0の場合は全開、x≧dの場合は全閉となる。ここでは開度r(%)を
r=(d−x)/d×100 (1)
とおく。また、開度rにおける開角度θを定義する。開度rにおいて、下部プレート4の開口30Lの円周と直上プレート5の開口30Uの円周との交点が2箇所に生成する。下部プレート4の開口中心OLからみて第1交点と第2交点との間の角度を開角度θとする。図3において、直上プレートの開口が30U2に位置する場合、x 2 =d/2、開度r 2 が50%であるから、開角度θ 2 は120°となる。また図3において、直上プレートの開口が30U1に位置する場合、x 1 =0.7×dを上記(1)式に代入して、開度r 1 が30%であるから、開角度θ 1 は約91°となる。開度rと開角度θの関係を図4に示す
As shown in FIG. 3, the opening diameter of each plate of the sliding
far. Further, the opening angle θ at the opening degree r is defined. At the opening degree r, the intersections of the circumference of the
取鍋からタンディッシュへ、あるいはタンディッシュから鋳型内へ溶鋼を流入するに際してスライディングノズルを用いる場合、通常の定常状態においてはスライディングノズルを全開(r=100%)にすることなく、100%>rとして開度を絞ることにより、所望の溶鋼流量を実現している。下部プレート4の開口30Lと直上プレート5の開口30Uとの重なり面積を、下部プレート4の開口30Lの断面積で除して100をかけた値を、開口面積率(%)と定義する。
When a sliding nozzle is used to flow molten steel from the ladle to the tundish or from the tundish into the mold, 100%> r without opening the sliding nozzle fully (r = 100%) under normal steady state. By narrowing the opening degree, the desired molten steel flow rate is realized. The value obtained by dividing the overlapping area of the
取鍋やタンディッシュなどの溶鋼容器底部にスライディングノズル1を設けて溶鋼流量制御を行う場合について、スライディングノズル1付近の溶鋼の流動について説明する。3枚プレートのスライディングノズル(図1(A2)参照)を例に取るが、2枚プレートの場合(図1(A1)参照)も同様である。溶鋼容器20の底部に上部ノズル6が埋め込まれ、上部ノズル6の下部にスライディングノズル1が配置される。スライディングノズル1の下部には、下部ノズル7が配置される。以下、溶鋼容器20が取鍋21、下方の溶鋼容器22がタンディッシュ23である場合を例に説明する。なお、溶鋼容器20がタンディッシュ23の場合、スライディングノズル1の下部に直接浸漬ノズルが配置される場合もあり、この場合は、浸漬ノズルを含めて下部ノズル7と呼ぶことにする。
A case where a sliding
スライディングノズル1の開度を半開程度としたとき、上部ノズル6内の開口部、及び上部プレート2、スライディングプレート3内の開口部には溶鋼が充満し、充満溶鋼流41が形成されている。一方、下部プレート4と下部ノズル7の開口部については、溶鋼は開口内に充満せず、下部プレート開口と直上プレート開口の重なり部に形成された溶鋼通路を経由して流下する溶鋼流が、非充満溶鋼流42として流下することとなる(図1(A2)(B2)参照)。前記定義した開口面積率を用いると、下部プレート4から流下する非充満溶鋼流42の初速は、上部ノズル6又は上部プレート2中を降下する充満溶鋼流41の流速を比較して、「100/開口面積率」だけ流速が速くなる。逆にいうと、上部ノズル6、上部プレート2中の充満溶鋼流41の流下速度は遅くなる。
When the opening degree of the sliding
特許文献2に記載の発明では、スライディングノズルとして2枚プレートのものを用い、上部ノズルの開口側面、あるいは上部プレートの開口側面から不活性ガスを吹き込む例が開示されている。前述のとおり、上部ノズルも上部プレートも開口部は溶鋼が充満しているので、吹き込んだ不活性ガスは溶鋼中に取り込まれる。取り込まれたガス気泡は、溶鋼中で上昇する相対速度を有して上昇しようとする。前述のように、上部ノズル、上部プレートの開口中の溶鋼降下速度は、それより下方の溶鋼流の初速よりも遅いので、吹き込まれた気泡43の一部又は全部は、溶鋼の流下速度よりも気泡43の上昇速度が速く、溶鋼容器20中に上昇して流下する溶鋼流に取り込まれない懸念がある(図2(A1参照))。それに対して、スライディングノズル1の下部プレート4の開口側面から不活性ガスを吹き込むこととすれば、下部プレート4を通過する溶鋼流速が速いので、流下する溶鋼流に歩留まり良く留まって、下方の溶鋼容器22(タンディッシュ23又は連続鋳造鋳型)内における非金属介在物の浮上分離に寄与する比率が高くなることが期待される(図2(A2参照))。
In the invention described in
そこで、以上の着想に基づいて、スライディングノズル1の下部プレート4あるいは下部ノズル7の開口側面から不活性ガスを吹き込む実験を行った。大気溶解炉で溶解した、C濃度0.2質量%のアルミキルド鋼5tを取鍋21(溶鋼容器20)に収容し、取鍋21の底部に設けた3枚プレートのスライディングノズル1を経由して容量1.5tのタンディッシュ23(溶鋼容器22)内に給湯した。タンディッシュ底部には溶鋼流出口を設け、タンディッシュ内の溶鋼量が一定になるように流量調整を行う。取鍋21のスライディングノズル1の開口径d=50mmである。スライディングプレート3を摺動し、開度r=50%で固定した。不活性ガスとしてArガスを用い、上部プレート2の開口側面から吹き込む方法(図2(A1)(B1))と、下部プレート4の開口側面から吹き込む方法(図2(A2)(B2))について実験した。上部プレート2、下部プレート4いずれも、開口30の全周方向に貫通口11を設け、ガス吹き出し部8とした。即ち、φ0.3mmの貫通口11を上下に16個ずつ計32個設けたプレート(上部プレート2、下部プレート4)を使用し、貫通口11からArガスを吹き込んだ。
Therefore, based on the above idea, an experiment was conducted in which the inert gas was blown from the
タンディッシュ23の溶鋼流出口付近の湯面からサンプラーを浸漬して溶鋼サンプルを採取した。得られたサンプルは、Al2O3などの酸化物系の介在物濃度を評価するため、全酸素濃度の測定に供した。全酸素濃度(T.O)は、採取したサンプルを黒鉛坩堝内で溶融し、鋼中の酸素と坩堝中の炭素を反応させて一酸化炭素ガスとし、赤外線吸収検出機によってその一酸化炭素ガスを検出して求めた。 A sampler was immersed in the molten metal near the molten steel outlet of the tundish 23 to collect a molten steel sample. The obtained sample was subjected to the measurement of the total oxygen concentration in order to evaluate the concentration of oxide-based inclusions such as Al 2 O 3. The total oxygen concentration (TO) is determined by melting the collected sample in a graphite crucible and reacting oxygen in the steel with carbon in the crucible to obtain carbon monoxide gas, which is then carbon monoxide gas by an infrared absorption detector. Was detected and obtained.
スライディングノズル1から吹き込んだArガス流量を横軸、溶鋼の全酸素濃度(T.O)(ppm)を縦軸として、図5に示す。上部プレート2からArガスを吹き込んだ水準は黒三角(上部プレート全周)、下部プレート4からArガスを吹き込んだ水準は白四角(下部プレート全周)である。図から明らかなように、上部プレート2からArガスを吹き込んだ場合に比較し、下部プレート4からArガスを吹き込んだ方がT.Oが低減することが明らかになった。また、下部プレート4からArガスを吹き込む場合には、Arガス流量を増大するほどT.O低下量が増大する結果となった。以上の実験結果から、スライディングノズル1のプレートから不活性ガスを溶鋼中に吹き込む場合、下部プレート4から吹き込むことにより、タンディッシュ23内の溶鋼中非金属介在物低減効果が増大することが明らかとなった。
FIG. 5 shows the flow rate of Ar gas blown from the sliding
ところで、前述のように、スライディングノズル1が全開ではない通常の使用状態において、下部プレート4の開口30を通過する溶鋼流は、下部プレート4の開口全体に充満するのではなく、下部プレート開口30のうちの「閉方向44」に偏って流下する。従って、下部プレート4の開口円周のうち、「閉方向44」の反対側から吹き込んだ不活性ガスは、溶鋼中に取り込まれないことが懸念される。そこで次に、図1(A2)(B2)に示すように、下部プレート4の開口円周面のうち、「閉方向44」に偏って不活性ガス吹き出し部8を設けて不活性ガスを吹き込む実験を行った。即ち、下部プレート4の開口円周部の閉方向44の両側それぞれ45°の範囲、両側合計で90°の範囲に、φ0.3mmの貫通口11を22.5°ずつ、上下二段にして設け、ガス吹き出し部8とした。上下にそれぞれ5個ずつ計10個設けている。スライディングノズルの開度rを50%に固定しており、開角度θ=120°であるから(図1(B2)、図3参照)、下部プレート4内を流下する非充満溶鋼流42のうち、下部プレート4の開口側面に接しているのは、閉方向44側で開角度θ=120°の範囲である。そのうちの90°の範囲内に、すべての貫通口11が設けられており、貫通口11から吹き出された不活性ガスは直ちに非充満溶鋼流42に接触し、非充満溶鋼流42に取り込まれることが期待できる。
By the way, as described above, in a normal use state where the sliding
前述の実験と同じ図5に、下部プレート4の開口30の閉方向44合計90°の範囲のみにガスを吹き込んだ結果(本発明例)を、黒菱形(下部プレート閉方向)で示す。図から明らかなように、同一のArガス流量であれば、本発明例はT.O低減量が最も多く、タンディッシュ23内での溶鋼中非金属介在物低減効果が最も優れていることが明らかとなった。また、同じ本発明例において、Arガス流量を増大するほどT.O低減量も増大する。
In FIG. 5, which is the same as the above experiment, the result (example of the present invention) in which gas is blown only into the range of 90 ° in total in the closing
スライディングノズル1の開度を調整する際において、開度が100%(全開)よりわずかに低下したとき、流下する溶鋼流が下部プレート開口の側面と接するのは開角度180°の範囲内である。従って、下部プレート4の開口30の側面に設けるガス吹き出し部8の位置を偏在させるに際し、下部プレート4の開口円周部の前記閉方向44の両側にそれぞれ90°以内の範囲、両側合計で180°以内の範囲とすれば、スライディングノズル1の開度によらず、流下する非充満溶鋼流42が下部プレート4の開口30と接する位置の全体において不活性ガスを溶鋼中に吹き込むことができる。スライディングノズル1の開度が半開程度の場合にArガスの歩留まりを最大とするように指向する場合は、ガス吹き出し部8を設ける範囲を両側90°よりも狭めることができる。例えば、開口の円周方向におけるガス吹き出し部8の配置位置は、下部プレート4の開口円周部の前記閉方向44の両側にそれぞれ60°以内の範囲とすることができる。あるいは両側にそれぞれ45°以内の範囲としても良い。
When adjusting the opening degree of the sliding
即ち、本発明において、開口を有する複数のプレートを摺動させて溶鋼流量を制御するスライディングノズル1に用いる下部プレート4であって、下部プレート4と接する直上のプレートを直上プレート5と呼び、下部プレート4からみて、スライディングノズル1を通過する溶鋼流量を低下させるときに直上プレート5が移動する方向を「閉方向44」と呼び、下部プレート4の開口30の側面にはガス吹き出し部8を有し、開口30の円周方向におけるガス吹き出し部8の配置位置は、下部プレート4の開口円周部の閉方向44の両側にそれぞれ90°以内の範囲、両側合計で180°以内の範囲のみであり、下部プレート4の外部からガス吹き出し部8を経由してガス吹き込みが可能であることを特徴とするスライディングノズル用の下部プレートである。そして、開口を有する複数のプレートを摺動させて溶鋼流量を制御するスライディングノズル1であって、下部プレート4として、上記本発明の下部プレート4を用いてなることを特徴とするスライディングノズルである。
That is, in the present invention, the
本発明は、2枚プレートのスライディングノズル、3枚プレートのスライディングノズルのいずれであっても有効に実施することができる。2枚プレートで、下部プレート4が摺動する場合には、図1(A1)(B1)に示すように、下部プレートの閉動作時の摺動方向45と反対方向が「閉方向44」であり、下部プレート4の開口30の円周のうちで閉方向44の側にガス吹き出し部8を設ける。また、3枚プレートで中央のスライディングプレート3が摺動する場合には、図1(A2)(B2)に示すように、スライディングプレート3の閉動作時の摺動方向45が「閉方向44」であり、下部プレート4の開口30の円周のうちで閉方向44の側にガス吹き出し部8を設ける。
The present invention can be effectively implemented with any of a two-plate sliding nozzle and a three-plate sliding nozzle. When the
また、本発明において、図1(A3)(B3)に示すように、スライディングノズル1の下方に接して配置する下部ノズル7にガス吹き出し部8を設けることとしても良い。即ち、開口を有する複数のプレートを摺動させて溶鋼流量を制御するスライディングノズル1の下方に接して配置する下部ノズル7であって、スライディングノズル1の下部プレート4と接する直上のプレートを直上プレート5と呼び、下部プレート4からみて、スライディングノズル1を通過する溶鋼流量を低下させるときに直上プレート5が移動する方向を「閉方向44」と呼び、下部ノズル7の開口30の側面にはガス吹き出し部8を有し、開口30の円周方向におけるガス吹き出し部8の配置位置は、下部ノズル7の開口円周部の閉方向44の両側にそれぞれ90°以内の範囲、両側合計で180°以内の範囲のみであり、下部ノズル7の外部からガス吹き出し部8を経由してガス吹き込みが可能であることを特徴とする下部ノズルである。下部ノズル7をスライディングノズル1の下方に接して配置することにより、下部ノズル7の開口30内を速い流速で流下する非充満溶鋼流42に有効に、不活性ガスを吹き込むことができる。
Further, in the present invention, as shown in FIGS. 1 (A3) and 1 (B3), the
下部プレート4あるいは下部ノズル7に設けるガス吹き出し部8としては、単数または複数の貫通口11、あるいはポーラスプラグとすることができる。下部プレート4(下部ノズル7)の内部には、貫通口11、あるいはポーラスプラグから外部まで連続するガス流路9が設けられ、外部に開いたガス流路入り口において、外部の不活性ガス供給源からの配管を接続し、ガス吹き出し部8に向けて不活性ガスを供給することができる。
The
次に、本発明のスライディングノズル1、下部ノズル7を用いた溶鋼の給湯方法について説明する。本発明の、取鍋21の底部に配置したスライディングノズル1を経由して溶鋼を給湯する方法において、スライディングノズルとして上記本発明のスライディングノズルを用い、スライディングノズル1の下部プレート4の開口30に配置したガス吹き出し部8から不活性ガスを吹き込みつつ溶鋼を給湯する(図1(A1)(B1)(A2)(B2))。あるいは本発明の、取鍋21の底部に配置したスライディングノズルを経由して溶鋼を給湯する方法において、スライディングノズル1の下方に接して配置する下部ノズルとして上記本発明の下部ノズル7を用い、下部ノズル7の開口30に配置したガス吹き出し部8から不活性ガスを吹き込みつつ溶鋼を給湯する(図1(A3)(B3))。これにより、給湯を受けた溶鋼容器22(例えばタンディッシュ23)内に収容される溶鋼に有効に不活性ガス気泡43が混入するので、溶鋼容器22内の溶鋼中で不活性ガス気泡が浮上するに際し、溶鋼中の非金属介在物を捕獲しつつ浮上し、溶鋼表面に分離するので、溶鋼中の非金属介在物を有効に除去することが可能となる。
Next, a hot water supply method for molten steel using the sliding
1 スライディングノズル
2 上部プレート
3 スライディングプレート
4 下部プレート
5 直上プレート
6 上部ノズル
7 下部ノズル
8 ガス吹き出し部
9 ガス流路
10 配管
11 貫通口
20 溶鋼容器
21 取鍋
22 溶鋼容器
23 タンディッシュ
28 摺動装置
30 開口
41 充満溶鋼流
42 非充満溶鋼流
43 気泡
44 閉方向
45 摺動方向
1 Sliding
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