JP7256391B2 - Pouring equipment for molten metal - Google Patents

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Description

本発明は溶融金属の注湯装置であり、特に、取鍋底部に設けたスライディングゲートを経由して溶融金属を注湯する、溶融金属の注湯装置に関するものである。 The present invention relates to a molten metal pouring device, and more particularly to a molten metal pouring device for pouring molten metal through a sliding gate provided at the bottom of a ladle.

溶融金属、例えば溶鋼の連続鋳造においては、取鍋内に収容された溶鋼がタンディッシュに移注され、さらにタンディッシュから鋳型内に注入される。取鍋底部にはスライディングゲートなどの流量調整機構が設けられ、スライディングゲートの下流側のタンディッシュ内に溶鋼が移注される。取鍋底部のスライディングゲートからタンディッシュ内の溶鋼表面までの溶鋼流について、大気との接触による溶鋼酸化を防止するため、溶鋼流を大気雰囲気から遮断する手段が講じられる。通常は、注入管(連続鋳造用)あるいはロングノズルと呼ばれる、溶鋼流を取り囲む耐火物製の管が設けられる。ここでは注入管やロングノズルを総称して「囲繞(いじょう)管」と呼ぶこととする。 In the continuous casting of molten metal, such as molten steel, molten steel contained in a ladle is poured into a tundish and poured from the tundish into a mold. A flow control mechanism such as a sliding gate is provided at the bottom of the ladle, and molten steel is poured into the tundish on the downstream side of the sliding gate. For the molten steel flow from the sliding gate at the bottom of the ladle to the surface of the molten steel in the tundish, in order to prevent the molten steel from oxidizing due to contact with the air, means are taken to isolate the molten steel flow from the atmosphere. There is usually a refractory tube surrounding the molten steel stream, called an injection tube (for continuous casting) or a long nozzle. Injection pipes and long nozzles are collectively called "surrounding pipes" here.

溶融金属、例えば溶鋼をインゴット鋳造するに際しても、取鍋内に収容された溶鋼が取鍋底部のスライディングゲートを通じて下方に流出し、鋳型(インゴットケース)内に鋳造される。上注ぎ鋳造であれば、取鍋の下方に鋳型を配置し、取鍋から鋳型内に溶鋼が注入される。下注ぎ鋳造であれば、取鍋の下方に注入管(インゴット鋳造用)を配置し、取鍋からスライディングゲートを通じて注入管内に溶鋼が注入され、注入管から定盤内の湯道を経由して鋳型内に溶鋼が注入される。 When casting a molten metal such as molten steel into an ingot, the molten steel contained in the ladle flows downward through a sliding gate at the bottom of the ladle and is cast into a mold (ingot case). In top pour casting, a mold is placed below a ladle, and molten steel is poured into the mold from the ladle. In the case of bottom pouring casting, a pouring pipe (for ingot casting) is placed below the ladle, and molten steel is poured from the ladle through a sliding gate into the pouring pipe. Molten steel is poured into the mold.

溶鋼の連続鋳造においては、鋳片を所定の一定鋳造速度で鋳造するので、タンディッシュから鋳型に注入される溶鋼注入速度は一定に保持される。タンディッシュ内の溶鋼量も一定に保持されるので、取鍋からタンディッシュへの溶鋼注入速度(トン/分)も一定に保持することが必要である。取鍋からの溶鋼注入速度は、取鍋底部のスライディングゲートの開度調整によって制御される。 In the continuous casting of molten steel, since the slab is cast at a predetermined constant casting speed, the molten steel pouring speed from the tundish into the mold is kept constant. Since the amount of molten steel in the tundish is also kept constant, it is necessary to keep the molten steel pouring rate (tons/minute) from the ladle to the tundish constant as well. The molten steel pouring speed from the ladle is controlled by adjusting the opening of the sliding gate at the bottom of the ladle.

スライディングゲートを通過する溶鋼(溶融金属)の注入速度(トン/分)は、スライディングゲート開口部を通過する溶鋼の流速(m/分)とスライディングゲートの開口面積の積に比例する。そして、溶鋼の流速は、スライディングゲートにおける溶鋼ヘッド(取鍋内の溶鋼表面と下部ノズル下端の間の高度差)の平方根に比例することから、取鍋注入末期で溶鋼ヘッドが小さくなった時点では、スライディングゲート開口部を通過する溶鋼の流速(m/分)が低下するため、スライディングゲートの開度を広げて、必要とされる溶鋼注入速度(トン/分)を確保する必要がある。そこで、スライディングゲートを構成するプレートの流路孔断面積(開度100%のときのスライディングゲートの開口面積に相当する)は、取鍋の注入末期であって溶鋼ヘッドが最低のときでも十分な溶鋼注入速度(トン/分)を確保すべく、必要な流路孔断面積が採用される。取鍋注入初期から中期にかけては溶鋼ヘッドが大きいので、溶鋼注入速度を一定に保持する必要上、スライディングゲートの開度を絞って注入が行われることとなる。スライディングゲートは、絞り注入時に溶鋼流の拡散が生じることが知られている。 The injection speed (ton/min) of molten steel (molten metal) passing through the sliding gate is proportional to the product of the flow speed (m/min) of molten steel passing through the sliding gate opening and the opening area of the sliding gate. Since the molten steel flow velocity is proportional to the square root of the molten steel head at the sliding gate (altitude difference between the molten steel surface in the ladle and the lower end of the lower nozzle), when the molten steel head becomes smaller at the end of the ladle pouring, Since the flow velocity (m/min) of molten steel passing through the sliding gate opening decreases, it is necessary to widen the opening of the sliding gate to secure the required molten steel injection velocity (ton/min). Therefore, the channel hole cross-sectional area of the plate that constitutes the sliding gate (corresponding to the opening area of the sliding gate when the opening degree is 100%) is sufficient even when the molten steel head is the lowest at the end of the pouring of the ladle. The required flow hole cross-sectional area is adopted to ensure the molten steel injection rate (tons/minute). Since the molten steel head is large from the early stage to the middle stage of pouring into the ladle, it is necessary to keep the molten steel pouring speed constant, so pouring is performed by narrowing the opening of the sliding gate. Sliding gates are known to cause molten steel flow diffusion during throttle injection.

特許文献1には、連続鋳造において、取鍋からタンディッシュへの溶鋼注入流を取り囲む囲繞管として注入管を用いた例が開示されている。特許文献1によると、取鍋からの注入流がタンディッシュ内の溶鋼と衝突することにより主として発生するスプラッシュにより、注入管の内壁面に地金が付着・堆積し、正常な注入流による溶鋼の鋳込みができなくなる点が記載されている。 Patent Document 1 discloses an example of using a pouring pipe as a surrounding pipe surrounding molten steel pouring flow from a ladle to a tundish in continuous casting. According to Patent Document 1, the splash mainly generated when the pouring flow from the ladle collides with the molten steel in the tundish, and the base metal adheres and accumulates on the inner wall surface of the pouring pipe. It is described that casting becomes impossible.

特開平5-293614号公報JP-A-5-293614

溶鋼の連続鋳造を行うに際し、取鍋からタンディッシュへの溶鋼の注湯装置として、図13に示す構造を有するものを用いた。取鍋21底部にスライディングゲート1を有し、さらに、スライディングゲート1下方の下部ノズル11と、下部ノズル11の下方に囲繞管13を有し、囲繞管13の下端はタンディッシュ内の溶融金属23(溶鋼)中に浸漬している。連続鋳造後の囲繞管内壁を調査したところ、内壁に地金付着が見られた。図13中に地金付着部26を示す。地金付着部26の位置から、地金付着の原因は、スライディングゲートからの吐出流が拡散して囲繞管内部の地金付着部26に付着したものが主体であると推定された。
このような囲繞管13(注入管14)への地金の付着・堆積は注入管の閉塞を引き起こし、連続鋳造のスループットを低下させるだけでなく、注入管の交換周期を短くさせるなど、操業のコストアップにつながる。
本発明は、取鍋底部に設けたスライディングゲートを経由して溶融金属を注湯する、溶融金属の注湯装置において、スライディングゲートからの吐出流の拡散を防止することを課題とする。
When performing continuous casting of molten steel, a device having a structure shown in FIG. 13 was used as a device for pouring molten steel from a ladle to a tundish. A ladle 21 has a sliding gate 1 at the bottom, a lower nozzle 11 below the sliding gate 1, and a surrounding pipe 13 below the lower nozzle 11. The lower end of the surrounding pipe 13 is the molten metal 23 in the tundish. It is immersed in (molten steel). When the inner wall of the surrounding pipe was examined after continuous casting, metal adhesion was found on the inner wall. FIG. 13 shows the bare metal adhering portion 26 . From the position of the bare metal adhering portion 26, it was presumed that the main cause of the ingot adhesion was that the discharged flow from the sliding gate diffused and adhered to the bare metal adhering portion 26 inside the surrounding pipe.
Adhesion/accumulation of metal on the surrounding tube 13 (injection tube 14) causes clogging of the injection tube, which not only lowers the throughput of continuous casting, but also shortens the replacement cycle of the injection tube. It leads to cost increase.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to prevent diffusion of a discharge flow from a sliding gate in a molten metal pouring apparatus for pouring molten metal through a sliding gate provided at the bottom of a ladle.

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]取鍋内に収容された溶融金属を注湯するための注湯装置であって、
取鍋底部には溶融金属の流量を調整するスライディングゲートを有し、
前記スライディングゲートは溶融金属が通過する流路孔が形成された複数のプレートを有し、前記プレートのうちの少なくとも1枚のプレートは摺動が可能なスライド板であり、
それぞれのプレートにおける流路孔は、プレートの表面のうち、通過する溶融金属の上流側に位置する上流側表面に上流側表面開孔を形成し、下流側に位置する下流側表面に下流側表面開孔を形成し、上流側表面開孔図形の重心から下流側表面開孔図形の重心に向く方向を流路軸線方向とし、
プレートの摺動面に垂直な下流方向(以下「摺動面垂直下流方向」という。)と前記流路軸線方向とがなす流路軸線傾斜角度αが5°以上75°以下であり、
前記流路軸線方向を摺動面に投影した方向を摺動面流路軸線方向と呼び、スライディングゲートを閉とするときに前記スライド板を摺動する方向を摺動閉方向と呼び、摺動閉方向に対し、前記摺動面流路軸線方向が、前記摺動面垂直下流方向に見て時計回りになす角度を流路軸線回転角度θ(±180度の範囲)と呼び、当該流路軸線回転角度θは、隣接するプレート間で異なっており、最も上流側のプレートのθをθ1、その一つ下流側のプレートのθをθ2、さらに一つ下流側のプレートのθをθ3と順に番号を付け、ΔθN=θN-θN+1(Nは1以上の整数でプレートの枚数-1まで)としたとき、
角度ΔθNがいずれも10°以上かつ170°未満、又は角度ΔθNがいずれも-170°超かつ-10°以下であることを特徴とする溶融金属の注湯装置。
[2]前記スライディングゲートの下方に、スライディングゲートから流下する溶融金属流を取り囲むように配置した耐火物製の囲繞管と、取鍋から流下した溶融金属を収容する中間容器とを有することを特徴とする[1]に記載の溶融金属の注湯装置。
[3]前記囲繞管の内部空間は、円筒もしくは矩形の水平断面形状を有し、
スライディングゲートの流路孔の内径をDとしたとき、前記囲繞管の内径は3×D以上であり、取鍋から流下する溶融金属流が大気から遮断されていることを特徴とする[2]に記載の溶融金属の注湯装置。
[4]スライディングゲートを形成するプレートの数が2枚もしくは3枚でありスライド板が1枚であることを特徴とする、[1]から[3]までのいずれか1つに記載の溶融金属の注湯装置。
That is, the gist of the present invention is as follows.
[1] A pouring device for pouring molten metal contained in a ladle,
The bottom of the ladle has a sliding gate that adjusts the flow rate of the molten metal.
The sliding gate has a plurality of plates formed with passage holes through which the molten metal passes, at least one of the plates being a slidable slide plate,
The channel holes in each plate form upstream surface openings on the upstream surface of the plate surface located upstream of the molten metal passing therethrough, and form upstream surface openings on the downstream surface located downstream of the surface of the plate. Forming the apertures, the direction from the center of gravity of the upstream surface aperture pattern to the center of gravity of the downstream surface aperture pattern is defined as the channel axis direction,
The channel axis line inclination angle α formed by the channel axis direction and the downstream direction perpendicular to the sliding surface of the plate (hereinafter referred to as the “sliding surface perpendicular downstream direction”) is 5° or more and 75° or less,
The direction in which the channel axis direction is projected onto the sliding surface is called the sliding surface channel axis direction, and the direction in which the slide plate slides when the sliding gate is closed is called the sliding closing direction. The angle formed by the sliding surface flow path axis direction clockwise with respect to the closing direction when viewed in the sliding surface perpendicular downstream direction is called a flow path axis rotation angle θ (within a range of ±180 degrees). The axis line rotation angle θ differs between adjacent plates, and the θ of the plate on the most upstream side is θ 1 , the θ of the plate one downstream of that is θ 2 , and the θ of the plate one further downstream is θ Numbered in order from 3 , and Δθ N = θ N - θ N+1 (N is an integer of 1 or more and up to the number of plates - 1),
An apparatus for pouring molten metal, wherein all angles Δθ N are 10° or more and less than 170°, or all angles Δθ N are more than -170° and -10° or less.
[2] It is characterized by having a refractory surrounding pipe arranged below the sliding gate so as to surround the molten metal flowing down from the sliding gate, and an intermediate container for containing the molten metal flowing down from the ladle. The molten metal pouring device according to [1].
[3] The inner space of the surrounding pipe has a cylindrical or rectangular horizontal cross-sectional shape,
When the inner diameter of the passage hole of the sliding gate is D, the inner diameter of the surrounding pipe is 3 × D or more, and the molten metal flowing down from the ladle is blocked from the atmosphere [2] 2. The molten metal pouring device according to .
[4] The molten metal according to any one of [1] to [3], wherein the number of plates forming the sliding gate is two or three and the number of slide plates is one. pouring device.

取鍋底部に設けたスライディングゲートを経由して溶融金属を注湯する、溶融金属の注湯装置において、本発明により、スライディングゲートからの吐出流の拡散を防止することができる。
溶融金属をタンディッシュ内に注湯するための溶融金属の注湯装置として本発明を用いることにより、囲繞管(注入管)内を流下する溶湯流に旋回流を形成した上で、落下流が水平方向に広がることなく、不安定に揺らぐことなく、注入管に接触しないままに流下することで、注入管に地金が付着・堆積することを防ぎ、注入管が閉塞してスループットを低下させることがなく、注入管の寿命を短縮することがない。
In a molten metal pouring apparatus for pouring molten metal through a sliding gate provided at the bottom of a ladle, the present invention can prevent the discharge flow from the sliding gate from diffusing.
By using the present invention as a molten metal pouring device for pouring molten metal into a tundish, a swirling flow is formed in the flow of molten metal flowing down in the surrounding pipe (injection pipe), and then a falling flow is generated. It does not spread in the horizontal direction, does not fluctuate unstable, and flows down without contacting the injection pipe. This prevents metal from adhering and accumulating on the injection pipe, clogging the injection pipe and reducing throughput. and does not shorten the life of the injection tube.

本発明の溶融金属の注湯装置を示す概念断面図である。1 is a conceptual cross-sectional view showing a molten metal pouring apparatus according to the present invention; FIG. 本発明の溶融金属の注湯装置のスライディングゲートを示す図であり、(A)は上固定板、(B)はスライド板、(C)は下固定板のそれぞれ平面図、(D)はスライディングゲートと下部ノズルを組み合わせた正面図、(E)はE-E矢視図、(F)はF-F矢視断面図である。FIG. 2 is a diagram showing a sliding gate of the molten metal pouring apparatus of the present invention, where (A) is an upper fixed plate, (B) is a slide plate, (C) is a plan view of the lower fixed plate, and (D) is a sliding gate. A front view of a combination of a gate and a lower nozzle, (E) is a view taken along line EE, and (F) is a sectional view taken along line FF. 本発明の溶融金属の注湯装置のスライディングゲートを示す図であり、(A)はA-A矢視図、(B)はB-B矢視図、(C)はC-C矢視図、(D)はスライディングゲートと下部ノズルを組み合わせた正面図、(E)はE-E矢視図である。1 is a view showing a sliding gate of a molten metal pouring apparatus of the present invention, (A) is a view from the AA arrow, (B) is a view from the BB arrow, and (C) is a view from the CC arrow. , (D) is a front view of a combination of a sliding gate and a lower nozzle, and (E) is a view taken along line EE. 本発明のスライディングゲート内の流れを示す図であり、(A)はA-A矢視図、(B)はB-B矢視図、(C)はC-C矢視図、(D)はスライディングゲートと下部ノズルを組み合わせた正面図、(E)はE-E矢視図である。It is a diagram showing the flow in the sliding gate of the present invention, (A) is an AA arrow view, (B) is a BB arrow view, (C) is a CC arrow view, (D) is a front view of a combination of a sliding gate and a lower nozzle, and (E) is a view taken along line EE. 本発明の溶融金属の注湯装置のスライディングゲートを示す図であり、(A)は上固定板、(B)はスライド板、(C)はスライディングゲートと下部ノズルを組み合わせた正面図、(D)はD-D矢視図、(E)はE-E矢視断面図である。FIG. 2 is a view showing a sliding gate of the molten metal pouring device of the present invention, (A) is an upper fixed plate, (B) is a slide plate, (C) is a front view of a combination of the sliding gate and the lower nozzle, (D ) is a view taken along the line DD, and (E) is a cross-sectional view taken along the line EE. 本発明の溶融金属の注湯装置のスライディングゲートを示す図であり、(A)はA-A矢視図、(B)はB-B矢視図、(C)はスライディングゲートと下部ノズルを組み合わせた正面図、(D)はD-D矢視図である。FIG. 2 is a view showing the sliding gate of the molten metal pouring device of the present invention, (A) is a view from the AA arrow, (B) is a view from the BB arrow, and (C) is the sliding gate and the lower nozzle. Combined front view, (D) is a DD arrow view. 本発明の上固定板の一例を示す図であり、(A)は平面図、(B)は正面図、(C)は側面図、(D)はD-D矢視断面図である。1 is a diagram showing an example of an upper fixing plate of the present invention, where (A) is a plan view, (B) is a front view, (C) is a side view, and (D) is a cross-sectional view taken along line DD. 比較例のスライディングゲートを示す図であり、(A)は上固定板、(B)はスライド板、(C)はスライディングゲートと下部ノズルを組み合わせた正面図、(D)はD-D矢視図、(E)はE-E矢視断面図である。FIG. 10 is a view showing a sliding gate of a comparative example, (A) is an upper fixed plate, (B) is a slide plate, (C) is a front view of a combination of the sliding gate and the lower nozzle, and (D) is a DD arrow view. FIG. (E) is a cross-sectional view taken along line EE. 比較例のスライディングゲートを示す図であり、(A)はA-A矢視図、(B)はB-B矢視図、(C)はスライディングゲートと下部ノズルを組み合わせた正面図、(D)はD-D矢視図である。FIG. 10 is a view showing a sliding gate of a comparative example, (A) is a view on the AA arrow, (B) is a view on the BB arrow, (C) is a front view of a combination of the sliding gate and the lower nozzle, (D ) is a DD arrow view. 従来のスライディングゲートを示す図であり、(A)は上固定板、(B)はスライド板、(C)は下固定板のそれぞれ平面図、(D)はスライディングゲートと下部ノズルを組み合わせた正面図、(E)はE-E矢視図、(F)はF-F矢視断面図である。FIG. 3 is a diagram showing a conventional sliding gate, (A) is an upper fixed plate, (B) is a slide plate, (C) is a plan view of a lower fixed plate, and (D) is a front view of a combination of a sliding gate and a lower nozzle. (E) is a view taken along line EE, and (F) is a sectional view taken along line FF. 従来のスライディングゲートを示す図であり、(A)はA-A矢視図、(B)はB-B矢視図、(C)はC-C矢視図、(D)はスライディングゲートと下部ノズルを組み合わせた正面図、(E)はE-E矢視図である。FIG. 2 is a diagram showing a conventional sliding gate, (A) is an AA arrow view, (B) is a BB arrow view, (C) is a CC arrow view, and (D) is a sliding gate. A front view of a combination of lower nozzles, and (E) is a view taken along line EE. 下部ノズル先端からの吐出流の流線を示す図であり、(A)は旋回流を形成した本発明例、(B)は旋回流を形成しない比較例である。It is a figure which shows the streamline of the discharge flow from a lower nozzle front-end|tip, (A) is the example of this invention which formed the swirl flow, (B) is the comparative example which does not form a swirl flow. 比較例の溶融金属の注湯装置を示す概念断面図である。FIG. 2 is a conceptual cross-sectional view showing a molten metal pouring device of a comparative example. 旋回流を形成した本発明例と旋回流を形成しない比較例について、スライディングゲートの開度と吐出流広がり角との関係を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the opening degree of a sliding gate and the spread angle of a discharge flow for an example of the present invention in which a swirl flow is formed and a comparative example in which a swirl flow is not formed; 旋回流を形成した本発明例と旋回流を形成しない比較例について、囲繞管内壁への地金付着量を比較して示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a comparison of the amount of base metal adhered to the inner wall of a surrounding pipe between an example of the present invention in which a swirl flow is formed and a comparative example in which no swirl flow is formed.

本発明は溶融金属の注湯装置であり、特に、取鍋底部に設けたスライディングゲートを経由して溶融金属を注湯する、溶融金属の注湯装置に関するものである。溶融金属として、好ましくは溶鋼が用いられる。以下、溶融金属が溶鋼である場合を事例として説明を行う。 The present invention relates to a molten metal pouring device, and more particularly to a molten metal pouring device for pouring molten metal through a sliding gate provided at the bottom of a ladle. As molten metal, preferably molten steel is used. A case where the molten metal is molten steel will be described below as an example.

取鍋21底部に配設するスライディングゲート1は、図10、図11に示すように、2枚もしくは3枚のプレート2を重ねて構成されたスライディングゲート1において、各プレート2には流路孔6が設けられている。スライディングゲート1を構成するプレートのうちのスライド板4を摺動させ、各プレートの流路孔6の重なりによってスライディングゲート1が「開」となっているとき、流路孔6の上流側から下流側に向けて溶融金属が流通する。プレート2の摺動面30に垂直で下流方向に向かう方向(摺動面垂直下流方向32)は、上から下に向かって鉛直下方に向いている。従来用いられているスライディングゲートにおいて、プレート2の流路孔6は、図10、図11に示すように、通常はその内周形状が円筒形であり、円筒の軸方向は摺動面垂直下流方向32に平行に構成されている。スライディングゲート1の下部に下部ノズル11が配設される。 As shown in FIGS. 10 and 11, the sliding gate 1 arranged at the bottom of the ladle 21 is configured by stacking two or three plates 2, and each plate 2 has a channel hole. 6 is provided. Slide the slide plate 4 of the plates constituting the sliding gate 1, and when the sliding gate 1 is "open" due to the overlapping of the flow passage holes 6 of each plate, the flow from the upstream side to the downstream side of the flow passage hole 6 Molten metal flows toward the side. A direction perpendicular to the sliding surface 30 of the plate 2 and directed to the downstream direction (sliding surface vertical downstream direction 32) is directed vertically downward from top to bottom. 10 and 11, in a conventionally used sliding gate, the channel hole 6 of the plate 2 normally has a cylindrical inner peripheral shape, and the axial direction of the cylinder is perpendicular to the sliding surface. It is configured parallel to the direction 32 . A lower nozzle 11 is arranged below the sliding gate 1 .

鋼の連続鋳造においては、図13に示すように、取鍋21の下方に中間容器22としてタンディッシュ25が配置され、取鍋底部に設けたスライディングゲート1を経由して、溶鋼がタンディッシュ25に移注され、さらにタンディッシュから図示しない鋳型内に注入される。取鍋底部に設けたスライディングゲート1が流量調整機構として機能する。取鍋底部のスライディングゲート1からタンディッシュ25内の溶鋼表面(溶融金属表面24)までの溶鋼流について、大気との接触による溶鋼酸化を防止するため、溶鋼流を大気雰囲気から遮断する手段として、溶鋼流を取り囲む囲繞管13(注入管14やロングノズル)が配置される。 In the continuous casting of steel, as shown in FIG. 13, a tundish 25 is arranged as an intermediate container 22 below a ladle 21, and molten steel flows into the tundish 25 via a sliding gate 1 provided at the bottom of the ladle. , and then injected from the tundish into a mold (not shown). A sliding gate 1 provided at the bottom of the ladle functions as a flow control mechanism. Regarding the molten steel flow from the sliding gate 1 at the bottom of the ladle to the molten steel surface (molten metal surface 24) in the tundish 25, in order to prevent the molten steel from oxidizing due to contact with the atmosphere, as a means of isolating the molten steel flow from the atmospheric atmosphere, A surrounding pipe 13 (injection pipe 14 or long nozzle) is arranged to surround the molten steel flow.

前述のように、取鍋底部のスライディングゲート1を構成する各プレート2の流路孔6の断面積は、取鍋内の溶鋼ヘッドが最低のときでも十分な溶鋼注入速度を確保すべく、必要な流路孔断面積が採用される。取鍋注入初期から中期にかけては溶鋼ヘッドが大きいので、溶鋼注入速度(単位時間流量)を一定に保持する必要上、スライディングゲート1の開度を絞って注入が行われることとなる。スライディングゲート1は、絞り注入時に溶鋼流の拡散が生じることが知られている。溶鋼の連続鋳造において、上述のように、囲繞管13の内壁の地金付着部26に地金が付着した原因は、スライディングゲート1の開度を絞って絞り注入している際に、スライディングゲート1からの吐出流が拡散し、その結果として付着したものではないかと着想した。さらに、スライディングゲート1からその下方の下部ノズル内孔12に流下した流下流に旋回運動を付与することにより、吐出流の拡散が低減可能なのではないかと着想した。 As mentioned above, the cross-sectional area of the channel holes 6 in each plate 2 that constitutes the sliding gate 1 at the bottom of the ladle is as large as necessary to ensure a sufficient molten steel pouring rate even when the molten steel head in the ladle is at its lowest. A flow hole cross-sectional area is adopted. Since the molten steel head is large from the early stage to the middle stage of pouring into the ladle, it is necessary to keep the molten steel pouring speed (per unit time flow rate) constant. It is known that the sliding gate 1 causes diffusion of the molten steel flow during throttle injection. In the continuous casting of molten steel, as described above, the reason why the ingot adhered to the ingot-attached portion 26 on the inner wall of the surrounding pipe 13 is that the sliding gate 1 is being squeezed while the opening of the sliding gate 1 is narrowed. It was conceived that the discharge flow from 1 diffused and adhered as a result. Further, it was conceived that the diffusion of the discharged flow could be reduced by imparting a swirling motion to the downstream flow flowing down from the sliding gate 1 to the lower nozzle inner hole 12 below.

ここで、従来のスライディングゲートと、吐出流に旋回運動を付与できる本発明のスライディングゲートについて、図1~図11に基づいて説明する。 Here, a conventional sliding gate and a sliding gate of the present invention capable of imparting a swirling motion to the discharge flow will be described with reference to FIGS. 1 to 11. FIG.

従来用いられているスライディングゲートにおいて、プレート2の流路孔6は、図10、図11に示すように、通常はその内周形状が円筒形であり、円筒の軸方向は摺動面垂直下流方向32に平行に構成されている。これに対し本発明は、図2~図7に示すように、流路孔6の向く方向を、摺動面垂直下流方向32からある角度を持った斜孔とし、摺動面30に投影した斜孔の方向を2枚ないしは3枚のプレートで異なった方向にしたものを適宜組み合わせることによって、スライディングゲート1及びその下流側の下部ノズル11内部の溶融金属流について、下流側に向かう流れのみでなく、周方向流速を付加し旋回流を形成するのである。 10 and 11, in a conventionally used sliding gate, the channel hole 6 of the plate 2 normally has a cylindrical inner peripheral shape, and the axial direction of the cylinder is perpendicular to the sliding surface. It is configured parallel to the direction 32 . On the other hand, in the present invention, as shown in Figs. By appropriately combining two or three plates with oblique holes in different directions, the molten metal flow inside the sliding gate 1 and the lower nozzle 11 on the downstream side thereof can be controlled only toward the downstream side. Instead, the circumferential flow velocity is added to form a swirling flow.

流路孔6の断面形状として、通常は軸方向に垂直な断面が真円の円筒形状が用いられる。本発明のスライディングゲート1において、プレート2に形成される流路孔6は、円筒形状に限られるものではなく、また流路孔の軸方向についても、プレート内において変化するものであってもかまわない。そこでまず、プレート2に形成された流路孔6の軸線を定義することとする。 As the cross-sectional shape of the channel hole 6, a cylindrical shape having a perfectly circular cross section perpendicular to the axial direction is normally used. In the sliding gate 1 of the present invention, the channel hole 6 formed in the plate 2 is not limited to a cylindrical shape, and the axial direction of the channel hole may also change within the plate. do not have. Therefore, first, the axis of the channel hole 6 formed in the plate 2 is defined.

図10によって、従来のスライディングゲート1の流路孔6について説明する。図10のスライディングゲート1は、3枚のプレート2を有し、上流側から上固定板3、スライド板4、下固定板5からなる。各プレート2には、断面が真円の円筒形状であって、円筒の軸方向が摺動面30に垂直下流方向(摺動面垂直下流方向32)に向いた流路孔6が形成されている。各プレートの上流側表面を上流面7u、下流側表面を下流面7dと呼ぶ。上流面7uにおいて流路孔6の内周面が形成する図形(上流側表面開孔)を上流開孔8uと呼ぶ。また、下流面7dにおいて流路孔6の内周面が形成する図形(下流側表面開孔)を下流開孔8dと呼ぶ。図10に示す例では流路孔6の円筒形状の軸線が摺動面に垂直であるため、図10(A)~(C)においては、上流開孔8uと下流開孔8dが重なっている。上流開孔8u、下流開孔8dの形状をそれぞれ図形と見なすと、当該図形の重心を定義することができる。それぞれ、上流側表面開孔図形重心を上流開孔重心9u、下流側表面開孔図形重心を下流開孔重心9dと呼ぶこととする。図10に示す例では、上流開孔8u、下流開孔8dともに図形形状が真円であるため、上流開孔重心9u、下流開孔重心9dは真円図形の中心と一致している。次に、上流開孔重心9uと下流開孔重心9dを通過し、下流側に向く方向を、流路軸線方向10と定義する。図10に示す例では、流路軸線方向10は摺動面垂直下流方向32と同じ方向となる。図10(F)おいて、一点鎖線で描写した線が流路軸線方向10である。 The passage hole 6 of the conventional sliding gate 1 will be described with reference to FIG. A sliding gate 1 of FIG. 10 has three plates 2, and consists of an upper fixed plate 3, a slide plate 4, and a lower fixed plate 5 from the upstream side. Each plate 2 has a cylindrical shape with a perfectly circular cross section, and is formed with a channel hole 6 whose axial direction is oriented in the direction perpendicular to the sliding surface 30 (vertical downstream direction 32 of the sliding surface). there is The upstream surface of each plate is called an upstream surface 7u, and the downstream surface thereof is called a downstream surface 7d. A figure (upstream side surface aperture) formed by the inner peripheral surface of the channel hole 6 on the upstream surface 7u is called an upstream aperture 8u. A figure (downstream side surface aperture) formed by the inner peripheral surface of the channel hole 6 on the downstream surface 7d is referred to as a downstream aperture 8d. In the example shown in FIG. 10, the axis of the cylindrical shape of the channel hole 6 is perpendicular to the sliding surface, so in FIGS. 10(A) to (C), the upstream opening 8u and the downstream opening 8d overlap. . If the shapes of the upstream opening 8u and the downstream opening 8d are regarded as figures, respectively, the center of gravity of the figures can be defined. The center of gravity of the upstream surface aperture figure is called the upstream center of aperture 9u, and the center of gravity of the downstream surface aperture figure is called the lower center of gravity 9d. In the example shown in FIG. 10, both the upstream apertures 8u and the downstream apertures 8d are circular in shape, so the centroids 9u and 9d of the upstream apertures coincide with the centers of the perfect circles. Next, a flow path axial direction 10 is defined as a direction that passes through the upstream hole center of gravity 9u and the downstream hole center of gravity 9d and faces the downstream side. In the example shown in FIG. 10 , the channel axis direction 10 is the same as the sliding surface perpendicular downstream direction 32 . In FIG. 10(F), the line depicted by the dashed dotted line is the channel axial direction 10 .

次に図2によって、本発明のスライディングゲート1の流路孔6について説明する。図2のスライディングゲート1は、3枚のプレートを有し、上流側から上固定板3、スライド板4、下固定板5からなる。各プレートには、軸方向断面が真円の円筒形状であって、円筒の軸方向が摺動面垂直下流方向32から傾いた方向となる流路孔6が形成されている。図2(A)(F)により、上固定板3を例にとって説明する。図2(F)は図2(A)のF-F矢視断面図である。円筒の軸方向と摺動面垂直下流方向32とが傾いているため、図2(A)において上流開孔8uと、下流開孔8dが異なった位置に描かれている。軸方向断面が真円で、軸方向が摺動面垂直下流方向32から傾いた円筒形状であるため、上流開孔8uと下流開孔8dとはそれぞれ僅かに真円から外れた楕円を形成している。ただし、図面上は便宜上真円として描画している。上流開孔8uと下流開孔8dそれぞれの図形の重心を上流開孔重心9u、下流開孔重心9dとして定めることができる。さらに、上流開孔重心9uと下流開孔重心9dとを通過して下流側に向くように、流路軸線方向10を定めることができる。図2(F)において、一点鎖線で描写した線が流路軸線方向10である。図2に示す例では、流路軸線方向10は、流路孔6を形成する、軸方向断面が真円の円筒形状の軸線方向と一致している。ここにおいて、プレートの摺動面に垂直な下流方向(摺動面垂直下流方向32)と流路軸線方向10とがなす角度を流路軸線傾斜角度αとおく。ここで、流路軸線方向を定めるのに円の中心ではなく開孔重心を用いているのは、開孔形状が真円でない場合にも普遍的に流路軸線方向を定義するためである。 Next, referring to FIG. 2, the passage hole 6 of the sliding gate 1 of the present invention will be explained. The sliding gate 1 of FIG. 2 has three plates, and consists of an upper fixed plate 3, a slide plate 4, and a lower fixed plate 5 from the upstream side. Each plate is formed with a channel hole 6 whose axial cross section is a perfect circle and whose axial direction is tilted from the downstream direction 32 perpendicular to the sliding surface. The upper fixing plate 3 will be described as an example with reference to FIGS. 2(A) and 2(F). FIG. 2(F) is a cross-sectional view taken along line FF of FIG. 2(A). Since the axial direction of the cylinder and the sliding surface perpendicular downstream direction 32 are inclined, the upstream opening 8u and the downstream opening 8d are drawn at different positions in FIG. 2(A). Since the cross section in the axial direction is a perfect circle and the axial direction is a cylinder inclined from the downstream direction 32 perpendicular to the sliding surface, the upstream opening 8u and the downstream opening 8d each form an ellipse slightly deviating from a perfect circle. ing. However, it is drawn as a perfect circle on the drawing for convenience. The centroids of the respective figures of the upstream apertures 8u and the downstream apertures 8d can be defined as the upstream aperture centroid 9u and the downstream aperture centroid 9d. Furthermore, the channel axis direction 10 can be determined so as to pass through the upstream hole center of gravity 9u and the downstream hole center of gravity 9d and face the downstream side. In FIG. 2(F), the line depicted by the dashed dotted line is the channel axial direction 10 . In the example shown in FIG. 2 , the channel axial direction 10 coincides with the axial direction of the cylindrical shape that forms the channel hole 6 and has a perfectly circular cross section in the axial direction. Here, the angle between the downstream direction perpendicular to the sliding surface of the plate (sliding surface perpendicular downstream direction 32) and the channel axis direction 10 is defined as channel axis inclination angle α. Here, the reason why the center of gravity of the opening is used instead of the center of the circle to determine the direction of the channel axis is to universally define the direction of the channel axis even when the shape of the aperture is not a perfect circle.

図10に示す例では、上固定板3の下流開孔8dとスライド板4の上流開孔8u、スライド板4の下流開孔8dと下固定板5の上流開孔8uが、それぞれ一致するように、スライド板4の摺動位置が定まっており、即ちスライディングゲート1は全開の状態である(図10(D)参照)。図10に示すスライディングゲート1は、スライド板4を図の左方向に移動することにより、スライディングゲート1の開度を小さくすることができる。図11は、図10と同じスライディングゲート1について、開度を1/2とした状態を示している。スライド板4の位置をさらに図の左側に移動することにより、スライディングゲート1を全閉とすることができる。図2、図3に示す例でも同様である。図2はスライディングゲート1が全開であり、上固定板3の下流開孔8dとスライド板4の上流開孔8u、スライド板4の下流開孔8dと下固定板5の上流開孔8uが、それぞれ一致するように、スライド板4の摺動位置が定まっている。図3は図2と同じスライディングゲート1について、スライディングゲート1の開度が1/2の状態を示している。そこで、スライディングゲート1を閉とするときにスライド板4を摺動する方向を、以下「摺動閉方向33」と呼ぶ。 In the example shown in FIG. 10, the downstream opening 8d of the upper fixed plate 3 and the upstream opening 8u of the slide plate 4, and the downstream opening 8d of the slide plate 4 and the upstream opening 8u of the lower fixed plate 5 are aligned with each other. At the same time, the sliding position of the slide plate 4 is fixed, that is, the sliding gate 1 is fully open (see FIG. 10(D)). In the sliding gate 1 shown in FIG. 10, the opening degree of the sliding gate 1 can be reduced by moving the slide plate 4 leftward in the figure. FIG. 11 shows the same sliding gate 1 as in FIG. 10 with the degree of opening reduced to 1/2. By further moving the position of the slide plate 4 to the left in the figure, the sliding gate 1 can be fully closed. The same applies to the examples shown in FIGS. In FIG. 2, the sliding gate 1 is fully open, the downstream opening 8d of the upper fixed plate 3 and the upstream opening 8u of the slide plate 4, the downstream opening 8d of the slide plate 4 and the upstream opening 8u of the lower fixed plate 5 are The sliding position of the slide plate 4 is determined so as to match each other. FIG. 3 shows the same sliding gate 1 as in FIG. 2, with the opening degree of the sliding gate 1 being 1/2. Therefore, the direction in which the slide plate 4 slides when the sliding gate 1 is closed is hereinafter referred to as "sliding closing direction 33".

図2に示す本発明の例では、流路軸線方向10が摺動面垂直下流方向32に対して流路軸線傾斜角度αで傾いているため、流路軸線方向10を摺動面に投影した方向を摺動面流路軸線方向31としたとき、摺動面流路軸線方向31を定めることができる。図2(A)~(C)、(F)それぞれ、摺動面流路軸線方向31を細線矢印で示している。なお、図2(A)~(C)では、摺動面流路軸線方向31は流路軸線方向10と重なっている。また、図10に示す例では、流路軸線方向10が摺動面垂直下流方向32を向いているため、図10(A)~(C)には摺動面流路軸線方向31が現れない。 In the example of the present invention shown in FIG. 2, the channel axis direction 10 is inclined at the channel axis inclination angle α with respect to the sliding surface perpendicular downstream direction 32, so the channel axis direction 10 is projected onto the sliding surface. When the direction is defined as the sliding surface flow path axis direction 31, the sliding surface flow path axis direction 31 can be determined. In FIGS. 2A to 2C and 2F, the sliding surface flow path axial direction 31 is indicated by thin arrows. In addition, in FIGS. 2A to 2C, the sliding surface channel axial direction 31 overlaps the channel axial direction 10. As shown in FIG. In addition, in the example shown in FIG. 10, since the channel axis direction 10 faces the sliding surface perpendicular downstream direction 32, the sliding surface channel axis direction 31 does not appear in FIGS. .

次に、摺動面流路軸線方向31と摺動閉方向33との間の角度関係について定義する。摺動閉方向33に対し、摺動面流路軸線方向31が、摺動面垂直下流方向32に見て時計回りになす角度を流路軸線回転角度θと呼ぶ。流路軸線回転角度θは、±180°の範囲の角度として定義する。即ち、摺動面流路軸線方向31が、摺動面垂直下流方向32に見て時計回りに+180°を超える角度(θ’)となったときには、「θ=θ’-360°」として、角度θをマイナスの値として定める。角度θの下添え字として、最も上流側のプレートのθをθ1、その一つ下流側のプレートのθをθ2、さらに一つ下流側のプレートのθをθ3と順に番号を付ける。代表してθNと表現するとき、Nは1以上の整数でスライディングゲート1のプレート枚数までの数値を意味する。図2に示す例では、上固定板3は角度θ1=-45°、スライド板4は角度θ2=+90°、下固定板5は角度θ3=-1
35°となる。
Next, the angular relationship between the sliding surface channel axis direction 31 and the sliding closing direction 33 will be defined. The angle formed by the sliding surface channel axis direction 31 with respect to the sliding closing direction 33 clockwise when viewed in the sliding surface vertical downstream direction 32 is called a channel axis rotation angle θ. The channel axis rotation angle θ is defined as an angle in the range of ±180°. That is, when the sliding surface flow path axis direction 31 becomes an angle (θ') exceeding +180° clockwise when viewed in the sliding surface perpendicular downstream direction 32, "θ = θ' - 360°" Define the angle θ as a negative value. As a subscript of the angle θ, the θ of the most upstream plate is numbered as θ 1 , the θ of the plate one downstream thereof is θ 2 , and the θ of the plate one further downstream is θ 3 . When θ N is representatively expressed, N is an integer of 1 or more and means a numerical value up to the number of plates of the sliding gate 1 . In the example shown in FIG. 2, the upper fixed plate 3 has an angle θ 1 =−45°, the slide plate 4 has an angle θ 2 =+90°, and the lower fixed plate 5 has an angle θ 3 =−1.
35°.

さらに、スライディングゲート1において、相互に接する2枚のプレート間の流路軸線回転角度の関係について以下のように定義する。即ち、ΔθN=θN-θN+1としてΔθNを定める。ΔθNは、上記θNと同様、±180度の範囲の角度として定義する。即ち、ΔθNが+180°を超える角度(ΔθN’)となったときには、「ΔθN=ΔθN’-360°」として、ΔθNをマイナスの値として定める。また、ΔθNが-180°未満の角度(ΔθN’)となったときには、「ΔθN=ΔθN’+360°」として、ΔθNをプラスの値として定める。これにより、ΔθNは±180°の範囲内の数字となる。ここで、ΔθNが0°超+180°未満の場合には、上流から下流に向けて、流路軸線回転角度θNが反時計回りに変化していることを示す。逆に、ΔθNが-180°超0°未満の場合には、上流から下流に向けて、流路軸線回転角度θNが時計回りに変化していることを示す。図2に示す例では、Δθ1=θ1-θ2=-135°、Δθ2’=θ2-θ3=225°であるからΔθ2=Δθ2’-360°=-135°となる。Δθ1、Δθ2いずれも-180~0°の範囲内にあるので、流路軸線回転角度が時計回りに変化していることを示す。 Furthermore, in the sliding gate 1, the relationship of the channel axis line rotation angle between two plates that are in contact with each other is defined as follows. That is, Δθ N is determined as Δθ NNN+1 . Δθ N is defined as an angle in the range of ±180 degrees, like θ N above. That is, when Δθ N becomes an angle (Δθ N ') exceeding +180°, Δθ N is defined as a negative value by setting "Δθ N =Δθ N '-360°". Also, when Δθ N becomes an angle (Δθ N ') less than -180°, Δθ N is defined as a positive value by setting "Δθ N =Δθ N '+360°". As a result, Δθ N becomes a number within the range of ±180°. Here, when Δθ N is more than 0° and less than +180°, it indicates that the channel axis line rotation angle θ N changes counterclockwise from upstream to downstream. Conversely, when Δθ N is more than −180° and less than 0°, it indicates that the channel axis rotation angle θ N changes clockwise from upstream to downstream. In the example shown in FIG. 2, since Δθ 112 =-135° and Δθ 2 '=θ 23 =225°, Δθ 2 =Δθ 2 '-360°=-135° . Both Δθ 1 and Δθ 2 are within the range of -180° to 0°, indicating that the channel axis rotation angle changes clockwise.

以上のような準備のもと、本発明のスライディングゲート1が具備すべき条件とその理由について説明する。 Based on the above preparations, the conditions that the sliding gate 1 of the present invention should have and the reasons thereof will be described.

従来のスライディングゲート1においては、図10、図11に示すように、流路軸線方向10が摺動面に垂直であり、即ち流路軸線傾斜角度αが0°であり、傾きを有していなかった。それに対して本発明は、流路軸線方向10が摺動面垂直下流方向32に対して傾いており、流路軸線傾斜角度αが0°ではないことを第1の特徴とする。流路軸線が摺動面垂直下流方向32に対して傾いていることから、プレート内を流れる溶融金属は、摺動面垂直下流方向32の速度成分のみならず、摺動面垂直下流方向32に対して直角の速度成分(水平方向の速度成分)を有することとなる。本発明においては、流路軸線傾斜角度αが5°以上75°以下である。角度αを5°以上とすることにより、溶融金属は十分な水平方向の速度成分を持つこととなり、下記に示すように下部ノズル内における旋回流の形成を可能とする。角度αは、好ましくは15°以上、より好ましくは25°以上である。一方、角度αが大きすぎると耐火物の強度確保や損耗抑制の観点から好ましくないので、角度αを75°以下とする。角度αは、好ましくは65°以下、より好ましくは55°以下である。 In the conventional sliding gate 1, as shown in FIGS. 10 and 11, the flow channel axis direction 10 is perpendicular to the sliding surface, that is, the flow channel axis inclination angle α is 0°, and there is an inclination. I didn't. In contrast, the first feature of the present invention is that the channel axis direction 10 is inclined with respect to the sliding surface perpendicular downstream direction 32, and the channel axis line inclination angle α is not 0°. Since the flow path axis is tilted with respect to the downstream direction 32 perpendicular to the sliding surface, the molten metal flowing in the plate not only has a velocity component in the downstream direction 32 perpendicular to the sliding surface, but also has a velocity component in the downstream direction 32 perpendicular to the sliding surface. It has a perpendicular velocity component (horizontal velocity component). In the present invention, the channel axis line inclination angle α is 5° or more and 75° or less. By setting the angle α to 5° or more, the molten metal has a sufficient horizontal velocity component, which makes it possible to form a swirling flow in the lower nozzle as described below. The angle α is preferably 15° or more, more preferably 25° or more. On the other hand, if the angle α is too large, it is not preferable from the viewpoint of ensuring the strength of the refractory and suppressing wear, so the angle α is set to 75° or less. The angle α is preferably 65° or less, more preferably 55° or less.

連続鋳造中における取鍋底部のスライディングゲート1の開口状況について、一定鋳造速度で鋳造を行っている定常状態においては、取鍋内の溶鋼ヘッドが低下した注入の末期を除き、スライディングゲートの開口を全開(図10参照)とするのではなく、開度を絞った状態(図11参照)で鋳造が行えるよう、スライディングゲート流路孔断面積の選択が行われている。図11はスライディングゲート1の開度が1/2である。この場合、スライディングゲート1の開口面積は、真円である流路孔の断面積の0.31倍と計算される。 Regarding the state of the opening of the sliding gate 1 at the bottom of the ladle during continuous casting, in the steady state of casting at a constant casting speed, the opening of the sliding gate is limited except at the end of pouring when the molten steel head in the ladle is lowered. The cross-sectional area of the sliding gate passage hole is selected so that casting can be performed in a narrowed state (see FIG. 11) rather than fully open (see FIG. 10). In FIG. 11, the opening degree of the sliding gate 1 is 1/2. In this case, the opening area of the sliding gate 1 is calculated to be 0.31 times the cross-sectional area of the perfectly circular channel hole.

図3は、図2に示す形状の本発明のスライディングゲート1(開度全開)の開度を変更し、開度を1/2としたときのスライディングゲートを示している。図3(A)は図3(D)のA-A矢視図であり、上固定板3の下流開孔8dが一部実線、一部破線で描かれており、スライド板4については上流開孔8u(4)のみが同じく一部実線、一部破線で描かれている。図3(B)は図3(D)のB-B矢視図であり、スライド板4の上流開孔8uが全部実線、下流開孔8dが一部実線、一部破線で描かれており、下固定板5の上流開孔8uが同じく一部実線、一部破線で、下流開孔8dが全部破線で描かれている。図3(C)は図3(D)のC-C矢視図であり、下固定板5の上流開孔8uが全部実線、下流開孔8dが一部実線、一部破線で描かれている。 FIG. 3 shows a sliding gate in which the opening degree of the sliding gate 1 (fully opened) of the present invention having the shape shown in FIG. 2 is changed to 1/2. 3(A) is a view taken along the line AA in FIG. 3(D), in which the downstream opening 8d of the upper fixing plate 3 is partly drawn in solid lines and partly in dashed lines, and the slide plate 4 is drawn in the upstream direction. Only the aperture 8u (4) is similarly drawn with a partly solid line and a partly broken line. FIG. 3(B) is a view taken along line BB of FIG. 3(D), in which all the upstream openings 8u of the slide plate 4 are drawn with solid lines, and the downstream openings 8d are drawn with some solid lines and some broken lines. , the upstream opening 8u of the lower fixing plate 5 is also drawn with a solid line and a broken line, and the downstream opening 8d is drawn with a broken line. FIG. 3(C) is a CC arrow view of FIG. 3(D), in which all the upstream openings 8u of the lower fixing plate 5 are drawn with solid lines, and the downstream openings 8d are drawn with some solid lines and some broken lines. there is

図3に示すように開度を1/2としたときの、スライディングゲートの流路孔内及び下部ノズル内の溶融金属の流れについて、図4に基づいて説明を行う。図4において、図4(A)は図4(D)のA-A矢視図であり、上固定板3の下流開孔8dが一部実線、一部破線で描かれており、スライド板4については上流開孔8uのみが同じく一部実線、一部破線で描かれている。図4(B)は図4(D)のB-B矢視図であり、上固定板3の下流開孔8d(3)の位置が2点鎖線で示され、スライド板4の上流開孔8uが全部実線、下流開孔8dが一部実線、一部破線で描かれており、下固定板5の上流開孔8uが同じく一部実線、一部破線で、下流開孔8dが全部破線で描かれている。図4(C)は図4(D)のC-C矢視図であり、スライド板4の下流開孔8d(4)の位置が2点鎖線で示され、下固定板5の上流開孔8uが全部実線、下流開孔8dが一部実線、一部破線で描かれている。また、溶融金属の流線18が、図4(A)~(C)には太線矢印で、(D)(E)には太破線矢印で示されている。 The flow of molten metal in the passage hole of the sliding gate and in the lower nozzle when the opening is set to 1/2 as shown in FIG. 3 will be described based on FIG. In FIG. 4, FIG. 4A is a view taken along line AA in FIG. 4, only the upstream aperture 8u is similarly drawn with a partly solid line and a partly broken line. 4(B) is a view taken along line BB in FIG. 4(D), in which the position of the downstream opening 8d (3) of the upper fixing plate 3 is indicated by a chain double-dashed line, and the upstream opening of the slide plate 4 is shown. 8u is drawn in full line, the downstream opening 8d is drawn in part in solid line and part in broken line, the upstream opening 8u of the lower fixing plate 5 is likewise drawn in part in solid line and part in broken line, and the downstream opening 8d is drawn in whole in broken line. is depicted in FIG. 4(C) is a CC arrow view of FIG. 4(D), in which the position of the downstream opening 8d (4) of the slide plate 4 is indicated by a two-dot chain line, and the upstream opening of the lower fixing plate 5 is shown. 8u is drawn entirely in solid lines, and the downstream opening 8d is drawn in partly in solid lines and partly in broken lines. Further, stream lines 18 of the molten metal are indicated by thick line arrows in FIGS. 4A to 4C, and by thick broken line arrows in FIGS.

図2、図3のスライディングゲート1については、前述のように、隣接する流路軸線回転角度θNの差ΔθNは、Δθ1=Δθ2=-135°であって、いずれもΔθNが-180°超0°未満であるから、上流から下流に向けて、流路軸線回転角度θNが時計回りに変化していることを示す。上固定板3の流路孔6内を流れる溶融金属流は、図4(A)に示すように、上固定板3の流路軸線方向10に沿って流れる。上固定板3とスライド板4の接触面では、上固定板3の下流開孔8d(図4(B)の2点鎖線)とスライド板4の上流開孔8u(図4(B)の実線)との重なり部(開口部)の小断面内を下流側に流下する。スライド板4の流路孔6内においては、上固定板3の下流開孔8d(図4(B)の2点鎖線)とスライド板4の上流開孔8u(図4(B)の実線)との重なり部(開口部)の小断面から流出した溶融金属流は、図4(B)に流線18を示すように、スライド板4の流路孔6の内側壁面(円筒面)に沿った旋回流を形成し、下流側の、スライド板4の下流開孔8d(図4(C)の2点鎖線)と下固定板5の上流開孔8u(図4(C)の実線)との重なり部(開口部)の小断面から、さらに下固定板5の流路孔6内に流出する。下固定板5の流路孔6内では、図4(C)に流線18を示すように、下固定板5の流路孔6の内側壁面(円筒面)に沿った旋回流を形成し、そのまま、下流側の下部ノズル11内に流出し、図4(D)(E)に示すように、流路内で流線18は旋回流を維持したまま、下部ノズル11内を下流側に移動していく。 Regarding the sliding gate 1 of FIGS. 2 and 3, as described above, the difference Δθ N between the adjacent channel axis rotation angles θ N is Δθ 1 =Δθ 2 =−135 ° . Since it is more than -180° and less than 0°, it indicates that the channel axis rotation angle θ N changes clockwise from upstream to downstream. The molten metal flowing through the channel holes 6 of the upper fixed plate 3 flows along the channel axis direction 10 of the upper fixed plate 3 as shown in FIG. 4(A). At the contact surface between the upper fixed plate 3 and the slide plate 4, the downstream opening 8d of the upper fixed plate 3 (two-dot chain line in FIG. 4B) and the upstream opening 8u of the slide plate 4 (solid line in FIG. 4B) ) flow downstream in the small cross-section of the overlapping portion (opening). In the passage hole 6 of the slide plate 4, the downstream opening 8d of the upper fixed plate 3 (two-dot chain line in FIG. 4B) and the upstream opening 8u of the slide plate 4 (solid line in FIG. 4B) The molten metal flow flowing out from the small cross-section of the overlapping portion (opening) of the slide plate 4 along the inner wall surface (cylindrical surface) of the flow channel hole 6 as shown by the streamline 18 in FIG. The downstream opening 8d of the slide plate 4 (two-dot chain line in FIG. 4(C)) and the upstream opening 8u of the lower fixed plate 5 (solid line in FIG. 4(C)) form a swirling flow. flow out into the channel hole 6 of the lower fixing plate 5 from a small cross-section of the overlapping portion (opening portion). Inside the channel hole 6 of the lower fixed plate 5, a swirling flow is formed along the inner wall surface (cylindrical surface) of the channel hole 6 of the lower fixed plate 5, as shown by the streamline 18 in FIG. 4(C). , flows out into the lower nozzle 11 on the downstream side as it is, and as shown in FIGS. move on.

スライディングゲート1の流路孔6内に旋回流を形成し、スライディングゲート下流側の下部ノズル内においても旋回流を形成するための、隣接するプレートの流路軸線回転角度θN相互間の差である角度ΔθNの条件について説明する。前述のように、ΔθNは±180°の範囲内の角度として定義されている。ここにおいて、ΔθN=-10°超かつ+10°未満の場合には、流路軸線回転角度θNとθN+1の差異が小さすぎ、旋回流を形成できない。一方、ΔθNが+170°以上又は-170°以下の場合、ΔθNの絶対値が大きすぎ、かえって旋回流の形成を阻害することとなる。スライディングゲート1が2枚のプレートを有する場合、Δθ1のみが定義され、当該Δθ1が上記条件を満たしていれば良い。スライディングゲート1が3枚以上のプレートを有する場合、Δθ1に加え、Δθ2、さらにはそれ以上のΔθNが定義される。そして、ΔθNがいずれも10°以上かつ170°未満、又は角度ΔθNがいずれも-170°超かつ-10°以下であることが必要である。これにより、プレートの1枚目と2枚目の流路軸線方向10が時計回りに変化するときには3枚目以降についても同じように時計回りに変化し、プレートの1枚目と2枚目の流路軸線方向10が反時計回りに変化するときには3枚目以降についても同じように反時計回りに変化するので、スライディングゲート内で旋回流を有効に形成することが可能となる。ΔθNのより好ましい範囲は、30°以上、165°未満、又は-165°超、-30°以下である。 The difference between the flow path axis rotation angles θ N of adjacent plates to form a swirling flow in the flow path hole 6 of the sliding gate 1 and also in the lower nozzle on the downstream side of the sliding gate 1 A condition for a certain angle Δθ N will be described. As mentioned above, Δθ N is defined as an angle within ±180°. Here, if Δθ N is more than −10° and less than +10°, the difference between the channel axis rotation angles θ N and θ N+1 is too small to form a swirling flow. On the other hand, when Δθ N is +170° or more or −170° or less, the absolute value of Δθ N is too large, which rather hinders the formation of swirling flow. If the sliding gate 1 has two plates, only Δθ 1 is defined and it is sufficient that the Δθ 1 satisfies the above conditions. In addition to Δθ 1 , Δθ 2 and even more Δθ N are defined when the sliding gate 1 has three or more plates. All of the Δθ N must be 10° or more and less than 170°, or all of the angles Δθ N must be more than -170° and -10° or less. As a result, when the channel axis direction 10 of the first and second plates changes clockwise, the third and subsequent plates also change clockwise in the same way. When the channel axis direction 10 changes counterclockwise, the third and subsequent sheets also change counterclockwise, so that a swirling flow can be effectively formed within the sliding gate. A more preferable range of Δθ N is 30° or more and less than 165°, or more than -165° and -30° or less.

スライディングゲート1を形成するプレートの数は、2枚もしくは3枚であると好ましい。図2~図4に示す例は、上述のとおり、プレートの数が3枚の場合である。図5、図6は、プレートの数が2枚であり、上流側から1枚目が上固定板3、2枚目がスライド板4を構成している。図5は開度が全開、図6は開度が1/2の場合である。α=51.95°、θ1=-26.57°、θ2=+26.57°であり、Δθ1=-53.14°であって、時計回りの旋回流を形成することができる。スライディングゲート1を形成するプレートの数が2枚もしくは3枚であると好ましい理由は、スライディングゲートの絞り機構発現には最低2枚のプレートが必要であり、4枚以上のプレートは流量調整に不要で、プレート数の増加に伴いコストが上昇するからである。 The number of plates forming the sliding gate 1 is preferably two or three. The examples shown in FIGS. 2 to 4 are for the case where the number of plates is three, as described above. In FIGS. 5 and 6, the number of plates is two, and the first plate from the upstream side constitutes the upper fixed plate 3 and the second plate constitutes the slide plate 4 . 5 shows the case when the opening is fully open, and FIG. 6 shows the case when the opening is 1/2. α=51.95°, θ 1 =−26.57°, θ 2 =+26.57°, Δθ 1 =−53.14°, and a clockwise swirling flow can be formed. The reason why it is preferable that the number of plates forming the sliding gate 1 is 2 or 3 is that at least 2 plates are required to develop the throttle mechanism of the sliding gate, and 4 or more plates are unnecessary for flow rate adjustment. This is because the cost increases as the number of plates increases.

プレートに形成する流路孔6については、図7に示すような形状の流路孔6とすることもできる。図7は上固定板3の一例を示す。プレートの上流面7uから厚みの途中までは、流路孔6の形状は、断面真円の円筒形状であって、円筒の軸線が摺動面垂直下流方向32に向いている。プレートの下流面7dから厚みの途中までは、流路孔6の形状は、断面真円の円筒形状であって、円筒の軸線が摺動面垂直下流方向32から傾斜して形成されている。プレートの厚み途中において、上流面7uからの流路孔6と下流面7dからの流路孔6が段差なく接続されている。このような形状の流路孔6を有するプレートにおいても、図7(D)に示すように、上流側表面開孔図形の重心(上流開孔重心9u)から下流側表面開孔図形の重心(下流開孔重心9d)に向く方向を流路軸線方向10として定義することができる。 The channel hole 6 formed in the plate can also be a channel hole 6 having a shape as shown in FIG. FIG. 7 shows an example of the upper fixing plate 3. As shown in FIG. From the upstream surface 7u of the plate to the middle of the thickness, the shape of the flow passage hole 6 is a cylindrical shape with a perfectly circular cross section, and the axis of the cylinder is oriented in the downstream direction 32 perpendicular to the sliding surface. From the downstream surface 7d of the plate to the middle of the thickness, the channel hole 6 has a cylindrical shape with a perfectly circular cross section, and the axis of the cylinder is inclined from the downstream direction 32 perpendicular to the sliding surface. In the middle of the thickness of the plate, the channel hole 6 from the upstream surface 7u and the channel hole 6 from the downstream surface 7d are connected without a step. Even in a plate having channel holes 6 of such a shape, as shown in FIG. The direction facing the downstream aperture centroid 9d) can be defined as the channel axis direction 10. FIG.

なお、スライディングゲート1を構成するプレートの厚みは同一でもよいが、スライド板4が最も薄いなどプレート毎に厚みが異なっていても構わない。また、スライディングゲート各プレートの入口および出口の流路孔形状は同じ大きさの円でもよいが、これが楕円もしくは長円であっても、本発明の規定を満たす限りにおいては、旋回流を得ることが可能である。あるいはその開孔面積が各プレートの入口および出口で異なっていても構わない。 The thickness of the plates constituting the sliding gate 1 may be the same, but the thickness of each plate may be different such that the slide plate 4 is the thinnest. In addition, the shape of the channel holes at the inlet and outlet of each plate of the sliding gate may be circles of the same size, but even if they are oval or elliptical, swirling flow can be obtained as long as the provisions of the present invention are met. is possible. Alternatively, the opening area may be different at the inlet and outlet of each plate.

角度αについては、全てのプレートで同一であっても異なっていても構わない。 The angle α may be the same or different for all plates.

《水モデル実験》
取鍋底部のスライディングゲート1から流出する溶融金属流の挙動について、水モデル実験によってシミュレーションを行った。溶鋼の試験連続鋳造装置で用いる取鍋21とその底部のスライディングゲート1について、1/1水モデル実験機を用意した。スライディングゲート1には、旋回運動を付与する本発明のスライディングゲート(以下「本発明ゲート」という。)と、従来通常に用いられていたスライディングゲート(以下「通常ゲート」という。)を用いた。本発明ゲートは、図2~4に示すような、3枚のプレート2を有するスライディングゲート1とその下方に下部ノズル11を有する形状であり、α=α=35.531°、α=32°であり、θ=36.101°、θ=90°、θ=-143.899°(36.101-180)であり、下部ノズル11の内孔に流下する溶鋼流に時計回りの旋回流を形成する。通常ゲートは、図10、11に示す形状を有し、α=α=α=0°であり、θ、θ、θは値がない。プレート2の流路孔の直径はいずれも40mmφ、プレート2の厚さは30mmである。スライディングゲート1の開度について、開度0mmが全閉、開度40mmが全開となる。
取鍋21内の水面と下部ノズル下端との高さ差(ヘッド)を1.5m一定に保持した。スライディングゲート1の開度については、連続鋳造中における取鍋のスライディングゲートの開度(取鍋注入末期を除いて開度を絞って流量を調整する。)を想定して、15mmと25mmの2種類とし、下部ノズル11の下端から流下する吐出流の挙動を評価した。
《Water model experiment》
A water model experiment was performed to simulate the behavior of the molten metal flow flowing out from the sliding gate 1 at the bottom of the ladle. A 1/1 water model experimental machine was prepared for the ladle 21 and the sliding gate 1 at the bottom of the ladle 21 used in the test continuous casting apparatus for molten steel. As the sliding gate 1, the sliding gate of the present invention (hereinafter referred to as the "inventive gate") that imparts a turning motion and the conventionally used sliding gate (hereinafter referred to as the "normal gate") were used. The gate of the present invention has a shape having a sliding gate 1 having three plates 2 and a lower nozzle 11 below it, as shown in FIGS . = 32°, θ 1 = 36.101°, θ 2 = 90°, θ 3 = -143.899° (36.101-180). A clockwise swirling flow is formed. A normal gate has the shape shown in FIGS. 10 and 11, where α 123 =0° and θ 1 , θ 2 , θ 3 have no values. The diameter of the channel hole of the plate 2 is 40 mmφ, and the thickness of the plate 2 is 30 mm. Regarding the opening degree of the sliding gate 1, an opening degree of 0 mm is fully closed, and an opening degree of 40 mm is fully open.
The height difference (head) between the water surface in the ladle 21 and the lower end of the lower nozzle was kept constant at 1.5 m. Regarding the opening degree of the sliding gate 1, assuming the opening degree of the sliding gate of the ladle during continuous casting (the flow rate is adjusted by narrowing the opening degree except for the end of pouring into the ladle), 15 mm and 25 mm The behavior of the discharge flow flowing down from the lower end of the lower nozzle 11 was evaluated.

通常ゲートの吐出流の挙動を、図12(B)に模式的に示す。吐出流は不規則に拡散し、ある瞬間には図中の吐出流19のように流下し、別の瞬間には吐出流19’のように流下した。全時間を総合した吐出流広がり角φについてみると、スライディングゲートの開度が小さいほど吐出流広がり角φは大きくなり、図14の黒丸で示す結果が得られた。
本発明ゲートの吐出流の挙動を、図12(A)に模式的に示す。吐出流19は時間的に不規則に変動することはなく、比較的小さな吐出流広がり角φで広がり、スライディングゲートの開度が小さいほど吐出流広がり角φは小さくなり、図14の黒三角で示す結果が得られた。
FIG. 12B schematically shows the behavior of the discharge flow of the normal gate. The discharge flow diffused irregularly, and at one moment it flowed down like a discharge flow 19 in the figure, and at another moment it flowed down like a discharge flow 19'. Looking at the spread angle φ of the discharge flow over the entire time, the smaller the degree of opening of the sliding gate, the larger the spread angle φ of the discharge flow.
FIG. 12(A) schematically shows the behavior of the discharge flow of the gate of the present invention. The discharge flow 19 does not fluctuate irregularly with time, and spreads at a relatively small discharge flow divergence angle φ. The results shown were obtained.

図14から明らかなように、連続鋳造中における取鍋21のスライディングゲート1で用いられる開度範囲においては、通常ゲートに比較し、本発明ゲートの方が吐出流広がり角φが小さくなることが判明した。
なお、スライディングゲート1の下方に配置する下部ノズル11の形状については、取鍋底部に設けるスライディングノズルの下方に配置する通常の下部ノズル形状を採用すればよい。
As is clear from FIG. 14, in the opening range used in the sliding gate 1 of the ladle 21 during continuous casting, the discharge flow spread angle φ of the gate of the present invention is smaller than that of the normal gate. found.
As for the shape of the lower nozzle 11 arranged below the sliding gate 1, a normal lower nozzle shape arranged below the sliding nozzle provided at the bottom of the ladle may be adopted.

《連続鋳造で用いる溶融金属の注湯装置》
連続鋳造においては、取鍋内に収容された溶融金属を注湯するための注湯装置として、図1、図13に示すように、取鍋21の底部に設けたスライディングゲート1の下方に、取鍋21から流下した溶融金属を収容する中間容器22と、スライディングゲート1から流下する溶融金属流を取り囲むように配置した耐火物製の囲繞管13とを有する。囲繞管13として具体的には注入管14やロングノズル(図示せず)が用いられる。中間容器22はタンディッシュ25と呼ばれる。図1、図13にはタンディッシュ壁上端27を図示している。
《Molten metal pouring equipment used in continuous casting》
In continuous casting, as a pouring device for pouring molten metal contained in a ladle, as shown in FIGS. 1 and 13, below the sliding gate 1 provided at the bottom of the ladle 21, It has an intermediate vessel 22 for containing the molten metal flowing down from the ladle 21 and a refractory surrounding tube 13 arranged to surround the molten metal flowing down from the sliding gate 1 . Specifically, an injection pipe 14 or a long nozzle (not shown) is used as the surrounding pipe 13 . The intermediate container 22 is called tundish 25 . 1 and 13 illustrate the tundish wall top 27. FIG.

図10、11に示す形状を有する従来のスライディングゲート(通常ゲート)を用いた場合、図13に示すように、囲繞管13の内周の地金付着部26に地金の付着が見られた。スライディングゲート1として通常ゲートを用いて絞り注入を行ったとき、吐出流広がり角φが大きくなることが原因と考えられる。それに対して、図2~4に示すような本発明のスライディングゲート(本発明ゲート)を用いて、図1に示すような配置としたとき(「囲繞管を設けた本発明の溶融金属の注入装置」という。)、通常ゲート使用時と比較し、囲繞管の内周に付着する地金付着量が大幅に低減することが認められた。 When a conventional sliding gate (ordinary gate) having the shape shown in FIGS. 10 and 11 was used, as shown in FIG. . The reason for this is thought to be that when a normal gate is used as the sliding gate 1 and throttle injection is performed, the discharge flow divergence angle φ becomes large. On the other hand, when the sliding gate of the present invention (the gate of the present invention) as shown in FIGS. 2 to 4 is used and arranged as shown in FIG. It was found that the amount of bare metal adhering to the inner circumference of the surrounding pipe was greatly reduced compared to when the gate was normally used.

囲繞管13を設けた本発明の溶融金属の注入装置において、囲繞管13の内部空間は、円筒もしくは矩形の水平断面形状を有し、スライディングゲート1の流路孔の内径をDとしたとき、囲繞管13の内径は3×D以上であり、取鍋から流下する溶融金属流が大気から遮断されていると好ましい。 In the molten metal pouring apparatus of the present invention provided with the surrounding pipe 13, the internal space of the surrounding pipe 13 has a cylindrical or rectangular horizontal cross-sectional shape. It is preferable that the inner diameter of the surrounding tube 13 is 3×D or more and that the flow of molten metal flowing down from the ladle is shielded from the atmosphere.

囲繞管13として注入管14を用いる場合、図1に示すように囲繞管蓋15と下部ノズル11との間を大気と遮断し、囲繞管13下端をタンディッシュ内の溶鋼(溶融金属23)中に浸漬することにより、取鍋21から流下する溶融金属流が大気から遮断される。囲繞管13を下部の注入管と上部のシール管の2段構造とし、注入管の上端をタンディッシュ蓋上に載置し、タンディッシュ蓋と取鍋底部との間をシール管によって十分にシールする構造としても良い。タンディッシュとタンディッシュ蓋によってタンディッシュ内の空間が十分に大気から遮断される構造であれば、注入管の下端がタンディッシュ内溶鋼中に浸漬していなくても、取鍋から流下する溶融金属流が大気から遮断される。 When the injection pipe 14 is used as the surrounding pipe 13, as shown in FIG. The immersion in the ladle 21 shields the stream of molten metal flowing down from the ladle 21 from the atmosphere. The surrounding pipe 13 has a two-stage structure of a lower injection pipe and an upper seal pipe, the upper end of the injection pipe is placed on the tundish lid, and the seal pipe sufficiently seals between the tundish lid and the ladle bottom. It is good also as a structure to carry out. If the space inside the tundish is sufficiently isolated from the atmosphere by the tundish and the tundish lid, even if the lower end of the injection pipe is not immersed in the molten steel in the tundish, the molten metal will flow down from the ladle. The flow is cut off from the atmosphere.

囲繞管としてロングノズルを用いる場合、ロングノズルの上端と下部ノズルとの間を十分にシールし、ロングノズルの下端をタンディッシュ内の溶鋼中に浸漬することにより、取鍋から流下する溶融金属流が大気から遮断される。 When a long nozzle is used as the surrounding pipe, the space between the upper end and the lower nozzle of the long nozzle is sufficiently sealed, and the lower end of the long nozzle is immersed in the molten steel in the tundish, so that the molten metal flows down from the ladle. is blocked from the atmosphere.

囲繞管の内部空間は、円筒もしくは矩形の水平断面形状を有するものとすれば、囲繞管を容易に形成することができる。 If the internal space of the surrounding pipe has a cylindrical or rectangular horizontal cross-sectional shape, the surrounding pipe can be easily formed.

上記のように、スライディングゲート1のプレート2の流路孔6の内径をDとしたとき、囲繞管13の内径は3×D以上であることが望ましい。これよりも小さい内径にした場合、たとえ本発明のスライディングゲートを用いたとしても、囲繞管の内周に落下流が触れ、地金が付着することとなる。 As described above, when the inner diameter of the channel hole 6 of the plate 2 of the sliding gate 1 is D, the inner diameter of the surrounding tube 13 is preferably 3×D or more. If the inner diameter is smaller than this, even if the sliding gate of the present invention is used, the falling flow will come into contact with the inner periphery of the surrounding pipe and the base metal will adhere.

囲繞管内周部の入口側から出口側への角度については、垂直とするのではなく、入口側から出口側に行くに従って内周の口径が大きくなり、垂直との角度差が1°以上であることが望ましい。これにより、囲繞管内周に付着した地金が、連々続鋳造での取鍋交換の間に自然冷却されて凝固・収縮する際に剥離して剥がれ落ちていくので、結果として地金付着防止効果をさらに向上することができる。囲繞管の内径や抜き勾配の大きさは、常識的な範囲内で定めればよく、一般的な形状で構わない。 The angle from the inlet side to the outlet side of the inner circumference of the surrounding pipe is not vertical, but the diameter of the inner circumference increases from the inlet side to the outlet side, and the angle difference from the vertical is 1° or more. is desirable. As a result, the metal adhering to the inner circumference of the surrounding pipe is naturally cooled during continuous casting and when it solidifies and shrinks, it peels off, resulting in the effect of preventing metal adhesion. can be further improved. The inner diameter and draft angle of the surrounding pipe may be determined within a common-sense range, and a general shape may be used.

試験連続鋳造装置において、本発明を適用した。タンディッシュ容量は0.7トンである。溶融金属の注湯装置として、取鍋21底部には溶融金属の流量を調整するスライディングゲート1を有する。スライディングゲート1の下方に下部ノズル11を配置する。図1(本発明例)、図13(比較例)に示すように、囲繞管13として注入管14を用いる。囲繞管13の上端に囲繞管蓋15を有し、囲繞管蓋15の開口と下部ノズル11との間を十分にシールしている。囲繞管13の下端は、タンディッシュ内の溶融金属表面24より下方にあり、囲繞管13は溶融金属23中に浸漬している。スライディングゲート1は溶融金属が通過する流路孔6が形成された3枚のプレート2を有し、中央のプレートは摺動が可能なスライド板4である。 The present invention was applied in a test continuous casting apparatus. The tundish capacity is 0.7 tons. As a device for pouring molten metal, a sliding gate 1 is provided at the bottom of a ladle 21 for adjusting the flow rate of molten metal. A lower nozzle 11 is arranged below the sliding gate 1 . As shown in FIG. 1 (example of the present invention) and FIG. 13 (comparative example), an injection tube 14 is used as the surrounding tube 13 . A surrounding pipe lid 15 is provided at the upper end of the surrounding pipe 13 to sufficiently seal the opening of the surrounding pipe lid 15 and the lower nozzle 11 . The lower end of the enclosing tube 13 is below the molten metal surface 24 in the tundish and the enclosing tube 13 is submerged in the molten metal 23 . The sliding gate 1 has three plates 2 formed with passage holes 6 through which the molten metal passes, and the center plate is a slide plate 4 that can slide.

スライディングゲート1として、下部ノズル11内で旋回流を形成する本発明のスライディングゲート1(以下「本発明ゲート」という。)と、従来から用いられている通常のスライディングゲート1(以下「通常ゲート」という。)とを準備した。本発明ゲート、通常ゲートのいずれも、プレート2の流路孔径はφ40mm、プレート厚みは30mmである。
プレート2の摺動面30に垂直な下流方向(摺動面垂直下流方向32)と流路軸線方向10とがなす流路軸線傾斜角度αについては、上固定板3のαをα1、スライド板4のαをα2、下固定板5のαをα3と順に番号を付ける。摺動面流路軸線方向31が摺動面垂直下流方向32に見て時計回りになす角度である流路軸線回転角度θについても同様に、上固定板3、スライド板4、下固定板5それぞれのθをθ1、θ2、θ3と順に番号を付ける。
As the sliding gate 1, the sliding gate 1 of the present invention (hereinafter referred to as the "gate of the present invention") that forms a swirling flow within the lower nozzle 11, and the conventional sliding gate 1 (hereinafter referred to as the "normal gate") ) and prepared. In both the gate of the present invention and the normal gate, the passage hole diameter of the plate 2 is φ40 mm, and the plate thickness is 30 mm.
Regarding the channel axis line inclination angle α between the channel axis direction 10 and the downstream direction perpendicular to the sliding surface 30 of the plate 2 (sliding surface perpendicular downstream direction 32), the α of the upper fixed plate 3 is changed to α 1 , α of the plate 4 is numbered α 2 , α of the lower fixing plate 5 is numbered α 3 , and so on. Similarly, the upper fixed plate 3, the slide plate 4, and the lower fixed plate 5 are also used for the flow channel axis rotation angle θ, which is the angle formed by the sliding surface flow channel axis direction 31 in the clockwise direction when viewed in the vertical downstream direction 32 of the sliding surface. Each θ is numbered sequentially as θ 1 , θ 2 , θ 3 .

本発明ゲートは、図2~図4に示す形状を有し、α1=α3=35.531°、α2=32°であり、θ1=36.101°、θ2=90°、θ3=-143.899°(36.101-180)であり、下部ノズル11内孔に流下する溶鋼流に時計回りの旋回流を形成する。通常ゲートは、図10、11に示す形状を有し、α1=α2=α3=0°であり、θ1、θ2、θ3は値がない。 The gate of the present invention has the shapes shown in FIGS . θ 3 =−143.899° (36.101−180), forming a clockwise swirling flow in the flow of molten steel flowing down the inner hole of the lower nozzle 11 . A normal gate has the shape shown in FIGS. 10 and 11, where α 123 =0° and θ 1 , θ 2 , θ 3 have no values.

連続鋳造中における、注入管14への地金の付着量を評価するため、「地金付着量」指標を導入した。試験連続鋳造機での連続鋳造を行い、連続鋳造後の注入管14に付着した地金の重さを計量した。単位時間あたりの給湯溶鋼流量はおよそ平均70L/minであり、鋳造時間はおよそ2分(溶鋼量980kg)である。連続鋳造用注湯装置として使用したスライディングゲートごとに、地金付着量について図15に示す。図15から明らかなように、通常ゲート使用時と比較し、本発明ゲートを使用したときの地金付着量の低減効果が明らかである。 In order to evaluate the amount of bare metal adhered to the casting tube 14 during continuous casting, a "bare metal adhered amount" index was introduced. Continuous casting was performed by the test continuous casting machine, and the weight of the base metal adhering to the injection pipe 14 after continuous casting was measured. The molten steel flow rate per unit time is approximately 70 L/min on average, and the casting time is approximately 2 minutes (amount of molten steel is 980 kg). FIG. 15 shows the amount of base metal adhered for each sliding gate used as a pouring device for continuous casting. As is clear from FIG. 15, the effect of reducing the base metal adhesion amount when using the gate of the present invention is clear as compared with when using the normal gate.

1 スライディングゲート
2 プレート
3 上固定板
4 スライド板
5 下固定板
6 流路孔
7u 上流面(上流側表面)
7d 下流面(下流側表面)
8u 上流開孔(上流側表面開孔)
8d 下流開孔(下流側表面開孔)
9u 上流開孔重心(上流側表面開孔図形重心)
9d 下流開孔重心(下流側表面海溝図面重心)
10 流路軸線方向
11 下部ノズル
12 下部ノズル内孔
13 囲繞管
14 注入管
15 囲繞管蓋
18 流線
19 吐出流
21 取鍋
22 中間容器
23 溶融金属
24 溶融金属表面
25 タンディッシュ
26 地金付着部
27 タンディッシュ壁上端
30 摺動面
31 摺動面流路軸線方向
32 摺動面垂直下流方向
33 摺動閉方向
α 流路軸線傾斜角度
θ 流路軸線回転角度
1 sliding gate 2 plate 3 upper fixed plate 4 slide plate 5 lower fixed plate 6 channel hole 7u upstream surface (upstream side surface)
7d downstream surface (downstream surface)
8u upstream aperture (upstream surface aperture)
8d downstream aperture (downstream surface aperture)
9u: Center of gravity of upstream aperture (center of gravity of upstream surface aperture pattern)
9d Downstream aperture center of gravity (downstream surface trench drawing center of gravity)
10 Flow path axis direction 11 Lower nozzle 12 Lower nozzle inner hole 13 Surrounding pipe 14 Injection pipe 15 Surrounding pipe lid 18 Stream line 19 Discharge flow 21 Ladle 22 Intermediate container 23 Molten metal 24 Molten metal surface 25 Tundish 26 Base metal adhering part 27 Tundish wall upper end 30 Sliding surface 31 Sliding surface channel axis direction 32 Sliding surface vertical downstream direction 33 Sliding closing direction α Channel axis inclination angle θ Channel axis rotation angle

Claims (4)

取鍋内に収容された溶融金属を注湯するための注湯装置であって、
取鍋底部には溶融金属の流量を調整するスライディングゲートを有し、
前記スライディングゲートは溶融金属が通過する流路孔が形成された複数のプレートを有し、前記プレートのうちの少なくとも1枚のプレートは摺動が可能なスライド板であり、
それぞれのプレートにおける流路孔は、プレートの表面のうち、通過する溶融金属の上流側に位置する上流側表面に上流側表面開孔を形成し、下流側に位置する下流側表面に下流側表面開孔を形成し、上流側表面開孔図形の重心から下流側表面開孔図形の重心に向く方向を流路軸線方向とし、
プレートの摺動面に垂直な下流方向(以下「摺動面垂直下流方向」という。)と前記流路軸線方向とがなす流路軸線傾斜角度αが5°以上75°以下であり、
前記流路軸線方向を摺動面に投影した方向を摺動面流路軸線方向と呼び、スライディングゲートを閉とするときに前記スライド板を摺動する方向を摺動閉方向と呼び、摺動閉方向に対し、前記摺動面流路軸線方向が、前記摺動面垂直下流方向に見て時計回りになす角度を流路軸線回転角度θ(±180度の範囲)と呼び、当該流路軸線回転角度θは、隣接するプレート間で異なっており、最も上流側のプレートのθをθ1、その一つ下流側のプレートのθをθ2、さらに一つ下流側のプレートのθをθ3と順に番号を付け、ΔθN=θN-θN+1(Nは1以上の整数でプレートの枚数-1まで)としたとき、
角度ΔθNがいずれも10°以上かつ170°未満、又は角度ΔθNがいずれも-170°超かつ-10°以下であることを特徴とする溶融金属の注湯装置。
A pouring device for pouring molten metal contained in a ladle,
The bottom of the ladle has a sliding gate that adjusts the flow rate of the molten metal.
The sliding gate has a plurality of plates formed with passage holes through which the molten metal passes, at least one of the plates being a slidable slide plate,
The channel holes in each plate form upstream surface openings on the upstream surface of the plate surface located upstream of the molten metal passing therethrough, and form upstream surface openings on the downstream surface located downstream of the surface of the plate. Forming the apertures, the direction from the center of gravity of the upstream surface aperture pattern to the center of gravity of the downstream surface aperture pattern is defined as the channel axis direction,
The channel axis line inclination angle α formed by the channel axis direction and the downstream direction perpendicular to the sliding surface of the plate (hereinafter referred to as the “sliding surface perpendicular downstream direction”) is 5° or more and 75° or less,
The direction in which the channel axis direction is projected onto the sliding surface is called the sliding surface channel axis direction, and the direction in which the slide plate slides when the sliding gate is closed is called the sliding closing direction. The angle formed by the sliding surface flow path axis direction clockwise with respect to the closing direction when viewed in the sliding surface perpendicular downstream direction is called a flow path axis rotation angle θ (within a range of ±180 degrees). The axis line rotation angle θ differs between adjacent plates, and the θ of the plate on the most upstream side is θ 1 , the θ of the plate one downstream of that is θ 2 , and the θ of the plate one further downstream is θ Numbered in order from 3 , and Δθ N = θ N - θ N+1 (N is an integer of 1 or more and up to the number of plates - 1),
An apparatus for pouring molten metal, wherein all angles Δθ N are 10° or more and less than 170°, or all angles Δθ N are more than -170° and -10° or less.
前記スライディングゲートの下方に、スライディングゲートから流下する溶融金属流を取り囲むように配置した耐火物製の囲繞管と、取鍋から流下した溶融金属を収容する中間容器とを有することを特徴とする請求項1に記載の溶融金属の注湯装置。 A refractory surrounding pipe arranged to surround the flow of molten metal flowing down from the sliding gate and an intermediate container for containing the molten metal flowing down from the ladle are provided below the sliding gate. Item 2. A molten metal pouring device according to item 1. 前記囲繞管の内部空間は、円筒もしくは矩形の水平断面形状を有し、
スライディングゲートの流路孔の内径をDとしたとき、前記囲繞管の内径は3×D以上であり、取鍋から流下する溶融金属流が大気から遮断されていることを特徴とする請求項2に記載の溶融金属の注湯装置。
The inner space of the surrounding pipe has a cylindrical or rectangular horizontal cross-sectional shape,
When the inner diameter of the passage hole of the sliding gate is D, the inner diameter of the surrounding pipe is 3×D or more, and the molten metal flowing down from the ladle is shielded from the atmosphere. 2. The molten metal pouring device according to .
スライディングゲートを形成するプレートの数が2枚もしくは3枚でありスライド板が1枚であることを特徴とする、請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の溶融金属の注湯装置。 Pouring of molten metal according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the number of plates forming the sliding gate is two or three and the number of slide plates is one. Device.
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