JP7427138B2 - immersion nozzle - Google Patents
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Description
本発明は、薄スラブを連続鋳造する場合に使用する浸漬ノズルに関する。 The present invention relates to a submerged nozzle used when continuously casting thin slabs.
連続鋳造とそれにより得られたスラブの熱間圧延とを直接連結する、いわゆる直結化によるスラブ加熱工程の省略および省エネルギーの効果が注目され、それを実現するために連続鋳造側での薄スラブ化が指向されている。薄スラブ(たとえば厚さ200mm以下)を鋳造する際、モールドを扁平化する必要上、必然的に浸漬ノズルも扁平化する必要がある(たとえば特許文献1)。 Direct connection between continuous casting and hot rolling of the resulting slab has attracted attention as a result of the so-called direct connection, which eliminates the slab heating process and saves energy. is oriented. When casting a thin slab (for example, 200 mm or less in thickness), it is necessary to flatten the mold, so it is necessary to flatten the immersion nozzle as well (for example, Patent Document 1).
薄スラブの鋳造においては皮張りが特に問題になりやすい。これは、薄スラブにおいて、溶鋼表面面積の縦横比が大きいため表面温度の低下が一般的なスラブより起こりやすいことや、浸漬部のノズル断面積が広いほどノズルによる抜熱が発生するためより温度が低下しやすいことなどによる。 Skinning is particularly likely to be a problem when casting thin slabs. This is because thin slabs have a large aspect ratio of the molten steel surface area, so the surface temperature decreases more easily than ordinary slabs, and the wider the cross-sectional area of the nozzle in the immersion section, the more heat is removed by the nozzle, so the temperature is lower. This is due to the fact that it tends to decrease.
特許文献1に記載された浸漬ノズルによれば、浸漬ノズルと鋳型壁との間に発生する地金付および広幅鋳型短辺近傍に発生する溶融金属表面の皮張りを防止でき、かつ、溶融金属の吸引現象や凝固シェルの再溶解などの発生を防止できる。しかし、特許文献1に記載された浸漬ノズルは、メニスカス部分における皮張りの抑制については、十分とはいえない。
According to the immersion nozzle described in
そこで、薄スラブ連続鋳造においてメニスカス部分の皮張りを抑制しうる浸漬ノズルの実現が求められる。 Therefore, there is a need to realize a submerged nozzle that can suppress the skinning of the meniscus in continuous thin slab casting.
本発明に係る浸漬ノズルは、流路と開口部とを備え、基端側から順に、第一部分、接続部分、および第二部分が設けられている浸漬ノズルであって、前記第一部分において、前記流路の横断面形状は円形であり、前記第二部分において、前記流路の横断面形状は矩形であり、前記接続部分において、前記流路の形状は、前記第一部分の前記流路と前記第二部分の前記流路とを連続的に接続する形状であり、前記第二部分において、前記矩形の長辺の長さaと短辺の長さbとの比a/bは、3以上7以下であり、前記第二部分における前記流路の断面積S2は、前記第一部分における前記流路の断面積S1より大きく、前記開口部は、二つの第一開口部と、二つの第二開口部と、を含み、前記第一開口部は、前記第二部分の二つの前記短辺にそれぞれ対応する二つの側面に一つずつ開口しており、二つの前記第二開口部の一方は、二つの前記側面のうちの一方の側面と、前記第二部分の先端の面である底面と、にわたって開口しており、二つの前記第二開口部の他方は、二つの前記側面のうちの他方の側面と、前記底面と、にわたって開口しており、前記第一開口部の前記側面における開口面積S
3
、ならびに、前記第二開口部の前記側面における開口面積S
4
および前記底面における開口面積S
5
は、以下の式(1)および式(2)を満たすことを特徴とする。
S
4
<S
5
(1)
(S
4
+S
5
)/S
3
≧1.5 (2)
The immersion nozzle according to the present invention includes a flow path and an opening, and is provided with a first portion, a connection portion, and a second portion in order from the proximal end, wherein the first portion includes the The cross-sectional shape of the flow path is circular, in the second portion, the cross-sectional shape of the flow path is rectangular, and in the connection portion, the flow path has a shape that is similar to that of the flow path in the first portion. It has a shape that continuously connects the flow path of the second part, and in the second part, the ratio a/b of the length a of the long side and the length b of the short side of the rectangle is 3 or more. 7 or less, the cross-sectional area S 2 of the flow path in the second portion is larger than the cross-sectional area S 1 of the flow path in the first portion, and the opening portion has two first openings and two a second opening, and the first opening has one opening on each of two side surfaces corresponding to the two short sides of the second portion, and One side is open across one of the two side surfaces and the bottom surface, which is the top surface of the second part, and the other of the two second openings is between the two side surfaces. It is open across the other side surface and the bottom surface, and has an opening area S 3 on the side surface of the first opening, an
S 4 <S 5 (1)
(S 4 +S 5 )/S 3 ≧1.5 (2)
薄スラブ連続鋳造において上記の構成の浸漬ノズルを用いると、メニスカス部分の皮張りを抑制しうる。ノズルから吐出される吐出流は、モールドの短辺に当たり上昇流と下降流に分離する。ここで、上昇流が過度に強い場合はパウダーの巻き込みなどが生じやすく、下降流が過度に強い場合は介在物や気泡などが浮上しにくい。上記の構成によれば、上昇流と下降流とのバランスが適正化され、過剰なメニスカス流動が抑制されうる。 When the immersion nozzle having the above configuration is used in continuous thin slab casting, skinning of the meniscus portion can be suppressed. The discharge flow discharged from the nozzle hits the short side of the mold and is separated into an upward flow and a downward flow. Here, if the upward flow is too strong, powder is likely to be engulfed, and if the downward flow is too strong, inclusions, bubbles, etc. are difficult to float. According to the above configuration, the balance between the upward flow and the downward flow can be optimized, and excessive meniscus flow can be suppressed.
以下、本発明の好適な態様について説明する。ただし、以下に記載する好適な態様例によって、本発明の範囲が限定されるわけではない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. However, the scope of the present invention is not limited to the preferred embodiments described below.
本発明に係る浸漬ノズルは、一態様として、前記第一開口部の前記側面における開口面積S3は、前記流路側における開口面積S6より小さいことが好ましい。 In one aspect of the immersion nozzle according to the present invention, it is preferable that an opening area S 3 on the side surface of the first opening is smaller than an opening area S 6 on the flow path side.
この構成によれば、第一開口部における吸込み流の発生を抑制しうる。 According to this configuration, generation of suction flow at the first opening can be suppressed.
本発明に係る浸漬ノズルは、一態様として、最大幅は300mm以下であることが好ましい。 In one aspect of the immersion nozzle according to the present invention, the maximum width is preferably 300 mm or less.
この構成によれば、迅速交換装置を用いて浸漬ノズルの交換作業を実施する際の作業性が向上する。これによって、鋳造中にノズルを迅速交換できるので、薄スラブ連続鋳造において鋳造条件の厳しい高級鋼種を鋳造するニーズの高まりに対応しうる。 According to this configuration, the workability when replacing the immersion nozzle using the quick replacement device is improved. As a result, the nozzle can be quickly replaced during casting, which can meet the increasing needs for casting high-grade steel grades that require strict casting conditions in continuous thin slab casting.
本発明のさらなる特徴と利点は、図面を参照して記述する以下の例示的かつ非限定的な実施形態の説明によってより明確になるであろう。 Further features and advantages of the invention will become clearer from the following description of exemplary and non-limiting embodiments, written with reference to the drawings.
本発明に係る浸漬ノズルの実施形態について、図面を参照して説明する。以下では、本発明に係る浸漬ノズルを、モールド厚さが200mm以下のスラブの連続鋳造に用いられる浸漬ノズル1(以下、単にノズル1と称する。)に適用した例について説明する。 Embodiments of the immersion nozzle according to the present invention will be described with reference to the drawings. Below, an example in which the immersion nozzle according to the present invention is applied to a immersion nozzle 1 (hereinafter simply referred to as nozzle 1) used for continuous casting of slabs having a mold thickness of 200 mm or less will be described.
〔浸漬ノズルの全体構成〕
ノズル1は、耐火材料によって形成された筒状の部材である。内部には溶鋼を流通させるための流路が形成されており、先端部分には開口部5が設けられている。ノズル1には、基端側から順に第一部分2、接続部分3、および第二部分4が設けられており、各部分の形状が異なる(図1、図2)。ノズル1は、第一部分2において、上流側の設備(ストッパー、スライディングノズルなど。不図示。)と接合されており、上流側の設備から流入した溶鋼が流路を流通する。また、第二部分4には開口部5(第一開口部51および第二開口部52)が設けられており、開口部5からモールド(不図示)に溶鋼が流出する。
[Overall configuration of immersion nozzle]
The
ノズル1を構成する耐火材料の種類は特に限定されず、当分野において従来使用されている耐火材料を使用できる。かかる耐火材料としては、アルミナ-黒鉛質、マグネシア-黒鉛質、スピネル-黒鉛質、ジルコニア-黒鉛質、カルシウムジルコネート-黒鉛質、高アルミナ質、アルミナ-シリカ質、シリカ質、ジルコン質、スピネル質などが例示される。また、適宜ゾーンライニングを適用してもよい。
The type of refractory material constituting the
以下の説明において方向について言及するときは、図1に示す配置を基準とする。すなわち、上下方向について言及するときは、基端側(第一部分2側)を上(上部、上方、上側、上流など)と称し、先端側(第二部分4側)を下(下部、下方、下側、下流など)と称する。
When referring to directions in the following description, the arrangement shown in FIG. 1 is used as a reference. That is, when referring to the vertical direction, the proximal side (
また、流路の断面について言及するときは、特記しない限り、上記に定義した上下方向と直交する方向(図1紙面と直交する方向)の断面をいうものとし、当該断面を横断面と称する。なお、ノズル1の使用時において、溶鋼は上記に定義した上側から下側に向けて流れるので、上記に定義した横断面は溶鋼の流れ方向に対する断面でもある。
Further, when referring to a cross section of a flow path, unless otherwise specified, it refers to a cross section in a direction perpendicular to the vertical direction defined above (a direction perpendicular to the plane of the paper in FIG. 1), and this cross section is referred to as a cross section. Note that when the
〔第一部分の構成〕
第一部分2は、ノズル1の基端側における主たる部分である。第一部分2において、流路21の横断面形状は円形である(図1~図3)。なお、ここで言う円形とは、数学的な意味における円形に限定されず、実質的に円形として取り扱いうる形状でありうる。したがって、工業製品として円形を実現する際に生じうる数学的な円形からの逸脱(公差など)があってもよい。本実施形態では、流路21の断面積S1は、6000mm2である。
[Structure of the first part]
The
〔第二部分の構成〕
第二部分4は、ノズル1の先端側における主たる部分である。第二部分4において、流路41の横断面形状は矩形である(図1、図2、および図4)。なお、ここで言う矩形とは、数学的な意味における矩形(長方形)に限定されず、実質的に矩形として取り扱いうる形状でありうる。したがって、工業製品として矩形を実現する際に通常適用される変形(面取りなど)が施されていてもよいし、数学的な矩形からの逸脱(公差など)があってもよい。
[Composition of the second part]
The
本実施形態では、流路41の断面積S2は、10000mm2である。したがって、流路41の断面積S2は、流路21の断面積S1より大きい。このように、下流域(流路41)の断面積を上流域(流路21)の断面積より大きくすることによって、開口部5から吐出される溶鋼の流速が低減される。これによって、モールド内において上昇流が得られ、過剰なメニスカス流動が抑制される。
In this embodiment, the cross-sectional area S 2 of the
本実施形態では、流路41の横断面形状において、矩形の長辺42の長さaは200mmであり、短辺43の長さbは50mmである(図4)。したがって、両者の比a/bは、4.0である。なお、矩形の形状は上記の数値に限定されず、比a/bが3以上7以下である範囲で変更されうる。比a/bを変更する場合、矩形の長辺42の長さaおよび短辺43の長さの双方が変更されうるが、短辺43の長さbはモールドの短辺の長さによって規制されるため、長辺42の長さaの方が、一般的に自由度が高い。
In this embodiment, in the cross-sectional shape of the
比a/bが3以上7以下であると、流路41の壁面から溶鋼流が剥離しにくく、適正な流れが得られる。一方、比a/bが3未満であると、長辺42の長さaが過小になり、鋳造に必要な内管断面積を確保しにくい。また、比a/bが7を超えると、長辺42の長さaが過大になってノズル1の重量が大きくなりやすく、ノズル1を取り扱う作業者および装置の負荷が大きくなりうる。また、比a/bが7を超える場合、接続部分3における長辺方向の流路31の変形が急峻になり、流路壁面からの溶鋼流の剥離を誘発しうる。
When the ratio a/b is 3 or more and 7 or less, the molten steel flow is difficult to separate from the wall surface of the
流路41の横断面形状が矩形であることに対応して、第二部分4の実体部分(耐火材料部分)の横断面形状も矩形であり、したがって第二部分4は有底角柱状に形成されている。矩形の長辺42に対応する面の幅Wは270mmであり、この幅はノズル1の最大幅である。このように、ノズル1の最大幅Wが300mm未満であると、迅速交換装置を用いてノズル1の交換作業を実施する際の作業性が向上するので、好ましい。これは、ノズル1の最大幅Wが300mm未満であると、ノズル1とモールドとの寸法の関係上、モールドの内側でノズル1を交換する作業を行う余地を確保しやすいことによる。
Corresponding to the rectangular cross-sectional shape of the
〔開口部の構成〕
第二部分4において、矩形の短辺43に対応する側面44には、第一開口部51が開口している(図1、図5)。第一開口部51は二つ設けられており、二つの第一開口部51(51A、51B)は、二つの短辺43(43A、43B)にそれぞれ対応する二つの側面44(44A、44B)に一つずつ開口している。第一開口部51が側面44に開口していることによって、溶鋼流をモールドの短辺側に向けて吐出できる。これによって、モールド内に上昇流を発生させて、メニスカスへの熱供給を促進しうる。
[Opening configuration]
In the
また、側面44と、第二部分4の長手方向の先端の面である底面45と、にわたって、第二開口部52が二つ開口している(図1、図5、図6)。二つの第二開口部52のうち、一方の第二開口部52Aは側面44A(一方の側面)と底面45にわたって開口しており、他方の第二開口部52Bは側面44B(他方の側面)と底面45にわたって開口している。第二開口部52が上記の態様で開口していることによって、溶鋼流をモールド下方に向けて吐出でき、モールド内の溶鋼流を適切に配分しうる。
Further, two second openings 52 are opened across the
本実施形態では、第一開口部51の側面44における開口面積S3(図5に表される第一開口部51の面積)は2700mm2である。また、第二開口部52の側面44における開口面積S4(図5に表される第二開口部52の面積)は2000mm2であり、底面45における開口面積S5(図6に表される第二開口部52の面積)は5000mm2である。以上の開口面積から、以下の式(1)および式(2)が成り立つ。
S4<S5 (1)
(S4+S5)/S3≧1.5 (2)
In this embodiment, the opening area S 3 (area of the first opening 51 shown in FIG. 5) on the
S 4 <S 5 (1)
(S 4 +S 5 )/S 3 ≧1.5 (2)
第一開口部51および第二開口部52を、式(1)および式(2)が満たされる開口面積で設けることによって、上昇流と下降流とのバランスが適正化され、過剰なメニスカス流動を抑制できる。なお、第一開口部51の開口面積S3ならびに第二開口部52の開口面積S4およびS5は上記の値に限定されず、式(1)および式(2)が満たされる限りにおいて変更可能である。 By providing the first opening 51 and the second opening 52 with an opening area that satisfies equations (1) and (2), the balance between upward flow and downward flow is optimized, and excessive meniscus flow is prevented. It can be suppressed. Note that the opening area S 3 of the first opening 51 and the opening areas S 4 and S 5 of the second opening 52 are not limited to the above values, and may be changed as long as formulas (1) and (2) are satisfied. It is possible.
また、本実施形態では、第一開口部51の流路41側における開口面積S6は4000mm2である。したがって、第一開口部51の側面44における開口面積S3は、流路41側における開口面積S6より小さい。
Further, in this embodiment, the opening area S 6 of the first opening 51 on the
第一開口部51の流路41側における開口面積S6が、側面44における開口面積S3より大きい、または両者が等しい構成にすることで、溶鋼の流動方向出口に向けて流路の断面積が漸減するので、溶鋼流が整流される。これによって、第一開口部51の上部における吸込み流の発生が抑制され、第一開口部51の全体から溶鋼が滑らかに吐出されやすい。
By configuring that the opening area S 6 of the first opening 51 on the
〔接続部分の構成〕
接続部分3は、第一部分2と第二部分4とを連続的に接続する部分である(図1、図2)。接続部分3では、断面形状が円形である第一部分2の流路21と、断面形状が矩形である第二部分4の流路41とを連続的に接続する形状の流路31が設けられている。したがって、流路31の断面形状は、上端32において円形であり、下端33において矩形である。
[Configuration of connection part]
The connecting
〔その他の実施形態〕
最後に、本発明に係る浸漬ノズルのその他の実施形態について説明する。なお、以下のそれぞれの実施形態で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。
[Other embodiments]
Finally, other embodiments of the immersion nozzle according to the present invention will be described. Note that the configurations disclosed in each of the embodiments below can be applied in combination with the configurations disclosed in other embodiments as long as no contradiction occurs.
上記の実施形態では、開口部5(第一開口部51および第二開口部52)に係る開口面積S3、S4、S5、およびS6が、式(1)および式(2)を満たし、かつS3がS6より小さい構成を例として説明した。しかし、本発明に係る浸漬ノズルは、式(1)および式(2)の一方または双方を満たさなくてもよいし、S3がS6より大きくてもよい。 In the above embodiment, the opening areas S 3 , S 4 , S 5 , and S 6 related to the opening 5 (the first opening 51 and the second opening 52) satisfy equations (1) and (2). The explanation has been given by taking as an example a configuration in which the conditions are satisfied and S 3 is smaller than S 6 . However, the immersion nozzle according to the present invention may not satisfy one or both of formula (1) and formula (2), and S3 may be larger than S6 .
上記の実施形態では、ノズル1の最大幅Wが270mmであり、300mm未満である構成を例として説明した。しかし、本発明に係る浸漬ノズルの最大幅は、300mm以上であってもよい。
In the above embodiment, the maximum width W of the
その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本発明の範囲はそれらによって限定されることはないと理解されるべきである。当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜改変が可能であることを容易に理解できるであろう。したがって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で改変された別の実施形態も、当然、本発明の範囲に含まれる。 Regarding other configurations, it should be understood that the embodiments disclosed in this specification are illustrative in all respects, and the scope of the present invention is not limited thereby. Those skilled in the art will easily understand that modifications can be made as appropriate without departing from the spirit of the present invention. Therefore, other embodiments that are modified without departing from the spirit of the present invention are naturally included within the scope of the present invention.
以下では、実施例を示して本発明をさらに説明する。ただし、本発明は以下の実施例によって限定されない。 In the following, the present invention will be further explained by showing examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
〔試験方法〕
種々の寸法条件のノズルを設計し、CHAM-japan社製の流体解析ソフトウェア「PHOENICS」を使用して、吐出される溶鋼流の態様についての数値流体力学計算を行なった。実施例および比較例の各例の寸法条件は、後掲の表1~3に記載されているとおりである。計算結果に基づいて、流速コンター図を出力した。なお、計算にあたって以下の各パラメータを適用した。
・計算セル数: 約50万(モデルにより変動)
・流体: 溶鋼(1560℃、密度7.08g/cm3)
・鋳造速度: 毎分4t
・モールドサイズ: 1200mm×150mm
〔Test method〕
Nozzles with various dimensional conditions were designed, and computational fluid dynamics calculations were performed on the mode of the discharged molten steel flow using fluid analysis software "PHOENICS" manufactured by CHAM-Japan. The dimensional conditions of each example and comparative example are as described in Tables 1 to 3 below. Based on the calculation results, a flow velocity contour diagram was output. The following parameters were applied to the calculation.
・Number of calculation cells: Approximately 500,000 (varies depending on model)
・Fluid: Molten steel (1560℃, density 7.08g/cm 3 )
・Casting speed: 4t/min
・Mold size: 1200mm x 150mm
〔メニスカス流速の評価〕
実施例および比較例の各例について、出力された流速コンター図に基づいてメニスカス流速を特定した。メニスカス流速の値に応じて、A~Cの三段階で評価した。
A:メニスカス流速が10cm/秒以上25cm/秒以下である。
B:メニスカス流速が25cm/秒を超え35cm/秒以下である。
C:メニスカス流速が10cm/秒未満または35cm/秒を超える。
[Evaluation of meniscus flow velocity]
For each example and comparative example, the meniscus flow velocity was determined based on the output flow velocity contour diagram. Evaluation was made in three stages, A to C, depending on the value of the meniscus flow rate.
A: The meniscus flow velocity is 10 cm/sec or more and 25 cm/sec or less.
B: Meniscus flow velocity is more than 25 cm/sec and less than 35 cm/sec.
C: Meniscus flow velocity is less than 10 cm/sec or more than 35 cm/sec.
〔溶鋼流の剥離〕
実施例および比較例の各例について、出力された流速コンター図を目視で確認して、第二部分4における溶鋼流の剥離の有無を特定し、良否(AまたはC)を判断した。
A:第二部分4の全域において壁面に沿う溶鋼流が形成されている。
C:第二部分4において溶鋼流の剥離が見られる。
[Separation of molten steel flow]
For each example and comparative example, the outputted flow velocity contour diagram was visually checked to identify the presence or absence of separation of the molten steel flow in the
A: A molten steel flow is formed along the wall surface in the entire
C: Separation of the molten steel flow is observed in the
〔第一開口部の吸込み流〕
実施例および比較例の各例について、出力された流速コンター図を目視で確認して、第一開口部51における吸込み流の有無および程度を特定した。観察された状態に応じて、A~Cの三段階で評価した。
A:第一開口部51から溶鋼流が淀みなく吐出されている。
B:第一開口部51の付近に溶鋼流の停滞が認められる。
C:第一開口部51に流入する吸込み流が認められる。
[Suction flow at first opening]
For each of the Examples and Comparative Examples, the outputted flow velocity contour diagrams were visually confirmed to identify the presence or absence and degree of suction flow in the first opening 51. Evaluation was made on a three-grade scale from A to C depending on the observed condition.
A: Molten steel flow is discharged from the first opening 51 without stagnation.
B: Stagnation of the molten steel flow is observed near the first opening 51.
C: Suction flow flowing into the first opening 51 is observed.
〔結果〕
実施例および比較例の各例の寸法条件および評価結果を表1に示す。比a/bが3以上7以下の範囲にある実施例1~6は、溶鋼流の剥離の評価がAだった。一方、比a/bが8.0である比較例1は、溶鋼流の剥離の評価がCだった。また、S2がS1より大きい実施例1~6では、メニスカス流速が適正範囲(評価AまたはB)だった。一方、S2がS1より小さい比較例2では、メニスカス流速が好ましい範囲になかった(評価C)。
〔result〕
Table 1 shows the dimensional conditions and evaluation results for each example and comparative example. Examples 1 to 6 in which the ratio a/b was in the range of 3 or more and 7 or less were evaluated as A for peeling of molten steel flow. On the other hand, in Comparative Example 1 in which the ratio a/b was 8.0, the evaluation of peeling of the molten steel flow was C. Furthermore, in Examples 1 to 6 where S 2 was greater than S 1 , the meniscus flow rate was within the appropriate range (rating A or B). On the other hand, in Comparative Example 2 in which S 2 was smaller than S 1 , the meniscus flow rate was not within the preferable range (rating C).
なお、S3、S4およびS5が式(2)を満たす実施例3~6は、式(2)を満たさない実施例1および2に比べて、メニスカス流速がより好適な範囲にあった。また、S3がS6より小さい実施例5および6は、S3とS6とが等しい実施例1およびS3がS6より大きい実施例2~4に比べて、第一開口部の吸込み流に関してより好ましい結果を示した。 In addition, in Examples 3 to 6 where S 3 , S 4 and S 5 satisfy formula (2), the meniscus flow velocity was in a more suitable range compared to Examples 1 and 2 which did not satisfy formula (2). . Further , in Examples 5 and 6 where S 3 is smaller than S 6 , the suction of the first opening It showed more favorable results regarding the flow.
本発明は、たとえば薄スラブの連続鋳造用の浸漬ノズルに利用できる。 The present invention can be used, for example, in a submerged nozzle for continuous casting of thin slabs.
1 :浸漬ノズル
2 :第一部分
21 :流路
3 :接続部分
31 :流路
32 :接続部分の上端
33 :接続部分の下端
4 :第二部分
41 :流路
42 :長辺
43 :短辺
44 :側面
45 :底面
5 :開口部
51 :第一開口部
52 :第二開口部
1 : Immersion nozzle 2 : First part 21 : Channel 3 : Connection part 31 : Channel 32 : Upper end of the connecting part 33 : Lower end of the connecting part 4 : Second part 41 : Channel 42 : Long side 43 : Short side 44 : Side surface 45 : Bottom surface 5 : Opening part 51 : First opening part 52 : Second opening part
Claims (3)
前記第一部分において、前記流路の横断面形状は円形であり、
前記第二部分において、前記流路の横断面形状は矩形であり、
前記接続部分において、前記流路の形状は、前記第一部分の前記流路と前記第二部分の前記流路とを連続的に接続する形状であり、
前記第二部分において、前記矩形の長辺の長さaと短辺の長さbとの比a/bは、3以上7以下であり、
前記第二部分における前記流路の断面積S2は、前記第一部分における前記流路の断面積S1より大きく、
前記開口部は、二つの第一開口部と、二つの第二開口部と、を含み、
前記第一開口部は、前記第二部分の二つの前記短辺にそれぞれ対応する二つの側面に一つずつ開口しており、
二つの前記第二開口部の一方は、二つの前記側面のうちの一方の側面と、前記第二部分の先端の面である底面と、にわたって開口しており、
二つの前記第二開口部の他方は、二つの前記側面のうちの他方の側面と、前記底面と、にわたって開口しており、
前記第一開口部の前記側面における開口面積S 3 、ならびに、前記第二開口部の前記側面における開口面積S 4 および前記底面における開口面積S 5 は、以下の式(1)および式(2)を満たす浸漬ノズル。
S 4 <S 5 (1)
(S 4 +S 5 )/S 3 ≧1.5 (2) An immersion nozzle comprising a flow path and an opening, and in which a first part, a connecting part, and a second part are provided in order from the proximal end,
In the first portion, the cross-sectional shape of the flow path is circular;
In the second portion, the cross-sectional shape of the flow path is rectangular;
In the connection portion, the flow path has a shape that continuously connects the flow path of the first portion and the flow path of the second portion,
In the second portion, the ratio a/b of the length a of the long side and the length b of the short side of the rectangle is 3 or more and 7 or less,
A cross-sectional area S2 of the flow path in the second portion is larger than a cross-sectional area S1 of the flow path in the first portion,
The openings include two first openings and two second openings,
The first openings are opened one each on two side surfaces corresponding to the two short sides of the second portion,
One of the two second openings is open across one of the two side surfaces and a bottom surface that is a top surface of the second portion,
The other of the two second openings is open across the other of the two side surfaces and the bottom surface,
The opening area S 3 on the side surface of the first opening , the opening area S 4 on the side surface and the opening area S 5 on the bottom surface of the second opening are calculated by the following equations (1) and (2). Filling immersion nozzle.
S 4 <S 5 (1)
(S 4 +S 5 )/S 3 ≧1.5 (2)
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---|---|---|---|---|
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000233262A (en) | 1999-02-09 | 2000-08-29 | Toshiba Ceramics Co Ltd | Flat nozzle for casting thin slab |
JP2009233717A (en) | 2008-03-27 | 2009-10-15 | Kurosaki Harima Corp | Immersion nozzle for continuous casting |
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