JPH02263546A - 浸漬ノズル及びそれを用いた連続鋳造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、表面性状が良好な鋳片を、高速かつ安定して
製造することができる連続鋳造に使用する浸漬ノズル及
びそれを用いた連続鋳造方法に関するものである。

（従来の技術） 連続鋳造ではタンデイツシュから鋳型への注入流の二次
酸化を防止し、鋳片の表面品質をよくするために、例え
ば第１０図に示すような上端および下端が開口した管状
の浸漬ノズル１が用いられている。そして、このような
浸漬ノズル１を用いた連続鋳造は次のようにして行われ
る。

第１１図は、−船釣な丸ビレツト連続鋳造の鋳型付近を
示す概略断面図であり、前記浸漬ノズル１を用いてタン
デイツシュ内の溶融金属を鋳型４内に注入し、注入した
溶融金属５を鋳型４で冷却して、表面に凝固シェルフを
形成させる。このとき、鋳型４内の溶融金属５の表面は
、酸化防止と保温、鋳型と鋳片の間の潤滑、浮上した介
在物の捕捉等を行うためのパウダーで覆われている。な
お、第１１図中２は未溶融パウダー、３は溶融パウダー
を示す。

鋳型４により形成された内部が溶融状態の丸ビレット８
は、ひき続き下部のローラーエプロン帯において二次冷
却されて漸次凝固が進行し、ピンチロールにより下方に
連続して引き抜かれる。

このような丸ビレットの連続鋳造では、中心偏析および
メニスカス部の皮張りを防止するために、通常は鋳型内
または鋳型下部に設置された電磁攪拌装置（以下ｒＥＭ
ｓＪと略す）６で、溶融金属５を攪拌して流動させてい
る。しかし、ＥＭＳ６で鋳型４内の溶融金属５に回転を
与えると、第１１図のメニスカス部近傍の一部拡大図で
ある第１２図に示すように、浸漬ノズル１と鋳型４との
間における場面の高さに差が生じる。即ち、遠心力によ
ってメニスカス部の溶融金属５が浸漬ノズル１と接触す
る部分（第１２図におけるＡ部）の場面が下降して溶融
金属５と鋳型４とが接触する部分（同じくＢ部）の場面
が高くなる。このため、このＢ部ではパウダーのプール
厚が薄くなり、高速鋳造時など湯面変動が伴った場合に
は、溶融金属５が未溶融パウダー２と接触を起こし、丸
ビレツト８の表面に未溶融パウダー２をかみ込んだり、
未溶融パウダー２が溶融する際に発生するガスを巻き込
んだりする。

更に、第１２図における０部に示すように、溶融金属５
に回転力が加えられているため、溶融金属５と溶融パウ
ダー３との間の摩擦により、溶融パウダー３が剥離し、
溶融金属５中に巻き込まれる。これが浸漬ノズル１から
の吐出噴流に衝突して鋳片の凝固シェルフ側に捕捉され
たりする。なお、第１２図中１１は剥離したパウダーを
示す。

以上の結果、鋳片の表面性状が悪化して、手入れ率の増
大や製品に疵が発生したりする問題が起こる。

しかして、かかる問題の解消には、電磁攪拌を強くする
方法（山口ら：　「材料とプロセス」、Ｖｏｌ、　１　
（１９８８）、Ｐ３１２）　、あるいは鋳型のテーバを
強化する方法（櫛田ら：　「材料とプロセス」、Ｖｏｌ
、１（１９８’８）　、Ｐ３１３）　、が有効であると
の報告がある。

（発明が解決しようとする課題） しかし、電磁攪拌力あるいは鋳型のテーバを変更するだ
けでは、パウダーの溶融プール厚さの不均一を軽減し、
溶融パウダーの剥離による巻き込みを解消することは難
しい。このため、パウダーのかみ込みやピンホール等の
表面疵の発生を余儀なくされている。

本発明は、電磁攪拌によって生じる、 ■　メニスカス部での鋳型側パウダー溶融プール厚の減
少、 ■　溶融パウダーの剥離による巻込み、を解消すること
ができる連続鋳造に使用する浸漬ノズルと、この浸漬ノ
ズルを用いて表面性状に優れた鋳片を鋳込むことができ
る連続鋳造方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明に係る浸漬ノズルは、
該浸漬ノズルの鋳型内溶融金属中に浸漬される下端部に
フランジを設けたこととしている。

また本発明に係る連続鋳造方法は、溶融金属を攪拌しつ
つ連続鋳造する方法において、前記した本発明の浸漬ノ
ズルのフランジがメニスカス上の溶融パウダーより下方
に位置するように浸漬させた状態で鋳型内に溶融金属を
注入し、攪拌することとしている。

（作　　用） 鋳片の表面疵を防止するには、先に説明したように下記
の二点が重要である。

■　メニスカス部鋳型側のパウダー溶融プール厚の増加
。

■　剥離による溶融パウダー巻込みの防止。

従って、この二点の達成を目的として、本発明者らが水
モデル試験（鋳型部の内径：φ２１０　ｍｍ、パウダー
代替品：シリコンオイル、パウダーの平均厚さ：１２Ｍ
、水供給量：　６２．３ｊ２７ｍ１ｎ）によってメニス
カス部鋳型側パウダー厚さとパウダー巻込み挙動に及ぼ
すノズル形状、すなわちフランジＩＯの有無、フランジ
１０の突出高さａと浸漬ノズル９の下端からの距離すの
影響を棲討した（第１図参照）。

第２図は、本発明浸漬ノズル９を使用した時の径方向の
パウダー厚分布とパウダー巻込み挙動の概略を示す模式
図である。

第２図より明らかなように本発明浸漬ノズル９を使用す
ることにより、鋳型内流動が改善される。

すなわち、電磁攪拌によって起こるメニスカス部の浸漬
ノズル９の近傍と鋳型４側との場面高さがほぼ等しくな
り、パウダーの溶融プール厚が均一になって鋳型側パウ
ダー厚ｄが増大するとともに、剥離によるパウダー巻込
みが低減される。

これは第２図における浸漬ノズル９のフランジ１０によ
り、浸漬ノズル９近傍の溶鋼流の下降が抑制されるから
と推測される。

第３図と第４図に本発明浸漬ノズル９と通常ノズル１を
使用した時の鋳型側パウダー厚とパウダー巻込み頻度の
電磁攪拌強度による変化を示す。

本発明浸漬ノズル９を使用することにより、鋳型側パウ
ダー厚が増加しく第３図参照）、パウダー巻込み頻度が
減少することがわかる（第４図参照）。

次に、本発明浸漬ノズル９におけるフランジ１０の突出
高さａと浸漬ノズル９の下端からの距離すが、鋳型側パ
ウダー厚とパウダー巻込み挙動に及ぼす影響を第５図〜
第８図に示す。

これら図面より、フランジ１０の突出高さａが大きくな
る程鋳型側パウダー厚ｄが増大しく第５図参照）、パウ
ダー巻込み頻度が減少すること（第６図参照）、また浸
漬ノズル９の下端からの距離すが大きくなる程パウダー
厚ｄが増大しく第７図参照）、パウダー巻込み頻度が減
少すること（第８図参照）が判る。

これより、フランジ１０の突出高さａは大きいほど浸漬
ノズル９の近傍の溶鋼流の降下抑制に効果的であり、ま
たフランジ１０の位置は、浸漬ノズル９の下端からの距
離すが大きいほど、すなわちメニスカス部に近いほど、
フランジｌＯより上方、すなわち溶融パウダーの降下流
抑制に効果的であることが判明した。

ただし、実機においてはフランジ１０に溶融パウダ一部
が達すると、溶融パウダー３によりこのフランジ１０が
侵食されて効果がなくなるため、溶融パウダー３部がフ
ランジ１０に達しないように、溶融金属中に深く浸漬し
、かつ攪拌しなければならない。

また、フランジ１０の突出高さａが大き過ぎると、フラ
ンジ１０より上方の溶鋼流の流速が強度に抑制されるた
め、溶鋼の温度低下を来たし、十分な溶融パウダーが得
られず未溶融パウダーが多くなって十分な鋳型の潤滑が
得られなくなってしまう。

このようにして鋳造した、表面に凝固シェル層の形成し
た内部が溶融状態である鋳片を、従来と同様に下部のロ
ーラーエプロン帯において二次冷却して凝固を進行させ
、ピンチロールにより下方に連続して引き抜けば、表面
性状に優れた鋳片を高速で得ることができる。

（実　施　例） 第１図に示す形状の下記（１）に示す寸法の本発明浸漬
ノズル９と、第１Ｏ図に示す形状の下記（２）に示す寸
法の従来の通常浸漬ノズルｌを用い、下記（３）〜（６
）に示す鋳造条件で外径がφ２１０　ｒｒｒｍの丸ビレ
ットを鋳造した。

（１）　　本発明浸漬ノズル９ ■　ノズル本体 内径：φ１０５　ｍｒｔｒ ■　フランジ１０ 突出高さａ：１５ｍ、フランジ幅ｃ：２０ｍｍ、浸漬ノ
ズル下端からの距離ｂ　：　１００　ｎｕｎ■　ノズル
浸漬深さ ５０Ｍ （２）通常浸漬ノズル１ ノズル内径：φ１０５　ｒｒｍ （３）鋳型サイズ：外径φ２１０ｍｍｘ長さ９００　＋
ｎｎ＋（４）電磁攪拌電流：２００Ａ （５）鋳造速度：　１．８〜３．０ｍ／ｍ１ｎ（６）丸
ビレット ■　鋼種：中炭素１１４　（Ｆｅ−０，１２ｗｔ％Ｃ−
０，２５ｗｔχ５ｉ−１，１ｗｔχＭｎ−０，０１２ｗ
ｔＸＰ−０，０１１ｗｔχＳ−０，０３０ｗｔＸＡ１）
■　鋳造量：　２７００Ｔｏｎ このようにして鋳造した丸ビレットについて、目視検査
で表面疵の発生状況を調べた結果を第９図に表面疵発生
指数をもって示す。なお、表面疵発生指数とは丸ビレッ
トの目視検査本数（全数）と圧発生本数との比率を意味
するものである。

第９図から明らかなように、本発明の浸漬ノズル９を使
用して連続鋳造したものは、従来の通常ノズル１を使用
して連続鋳造したものに比べて、高速鋳造時においても
、表面疵発生指数が著しく低い。

（発明の効果） 以上説明した如（本発明によれば、電磁攪拌により生じ
るメニスカス部の場面高さの不均一を抑制することがで
きるので、鋳造中はパウダーの溶融プール厚を常に均一
に保つことができ、鋳型側パウダープール厚を厚くする
ことができるとともに、剥離による溶融パウダーの巻込
みを防止することができる。そのために、パウダーの巻
込みや未溶融パウダーが溶融する際に発生するガスの巻
込み等に起因する鋳片の表面疵を高速鋳造時でも大幅に
減少させることができる。

本発明は前述の丸ビレットのような円形鋳片は勿論のこ
と、角ビレットおよびスラブの鋳造にも適用することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る浸漬ノズル−例を示す図面で、（
イ）は正面図、（ロ）は（イ）のローロ断面図、第２図
は本発明方法の説明図、第３図は本発明浸漬ノズルと従
来の浸漬ノズルを使用した時の鋳型側パウダー厚に及ぼ
す電磁攪拌の影響を示す図、第４図は同じくパウダー差
込み頻度に及ぼす電磁攪拌の影響を示す図、第５図は本
発明浸漬ノズルを使用した時の鋳型例パウダー厚に及ぼ
すフランジの突出高さの影響を示す図、第６図は同じ（
パウダー差込み頻度に及ぼすフランジの突出高さの影響
を示す図、第７図は同じく鋳型例パウダー厚に及ぼすフ
ランジ位置の影響を示す図、第８図は同じくパウダー巻
込み頻度に及ぼすフランジ位置の影響を示す図、第９図
は本発明浸漬ノズルと従来の浸漬ノズルを用いて丸ビレ
ットを連続鋳造したときの表面疵発生指数に及ぼす鋳造
速度の影響を表した図、第１０図は従来の浸漬ノズルの
正面図、第１１図は従来方法の説明図、第１２図は第１
１図のメニスカス部近傍の拡大図である。 ４は鋳型、５は溶融金属、６は電磁攪拌装置、９は浸漬
ノズル、１０はフランジ。 第１図 （イ） 第２図 第３図 第４図 電處攬杆莞丸（Ａ） を石龍攬弁を克（Ａ） 第５図 第７１４ 第６因 第８図 第１１図 第１２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）連続鋳造に使用する浸漬ノズルにおいて、該浸漬
   ノズルの鋳型内溶融金属中に浸漬される下端部にフラン
   ジを設けたことを特徴とする浸漬ノズル。
2. （２）溶融金属を攪拌しつつ連続鋳造する方法において
   、請求項１記載の浸漬ノズルのフランジがメニスカス上
   の溶融パウダーより下方に位置するように浸漬させた状
   態で鋳型内に溶融金属を注入し、撹拌することを特徴と
   する連続鋳造方法。