JPH03128156A - 連続鋳造における鋳込みスタート法およびタンディッシュ - 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、連続鋳造におけるタンディツシュから鋳型へ
の鋳込みスタートの方法及びタンディツシュに関する。

従来の技術 連続鋳造におけるタンディツシュ（以下、ＴＤと略記）
から鋳型への鋳込み方法には、大別してストッパーノズ
ルによる方法と、スライディングノズルによる方法とが
ある。従来、鋳造作業の自動化としては、前記ＴＤノズ
ルと鋳型内湯面レベル計による注入流量制御が行われて
いるものの、これは定常注入作業の自動化が殆どである
。

取鍋からＴＤへ注入された溶鋼を鋳型へ注入開始する鋳
込みスタート作業については、要員省力化やボトム鋳片
の品質向上等から自動化ニーズが大きいにも１７すらず
、オペレーターによる手動作業で行われるのが一般的で
あった。この理由は、鋳型内下部から４二部にかけ広範
囲に測定可能な湯面レベル計や鋳込みスタート制御シス
テムの開発の遅れによる。

最近、自動鋳込みスタート（以下、オートスタートと言
う、）について幾つか報告されている。

例えば、特開昭５８−８４６５２では、鋳型内湯面上昇
速度を演算し、引抜速度を加速パターンにより立ち上げ
るオートスタート法が述べられている。また、特開昭ｆ
（１−２７３２４６には、複数ストランドの鋳型に複数
の湯面検知センサーを設けて湯面上昇速度を演算し安定
してオートスタート制御を行う方法が述べられている。

更に、特開昭８１−２１９４５７には、出湯口閉鎖装置
を特定条件で絞り注湯を行うことにより、流路断面の閉
塞を防止する方法が述べられている。

上記のいずれの方法も、鋳込みスタート時のノズルから
の注入流量が変動しやすいことを前提に、制御系を安定
化しようとするものである。

発明が解決しようとする課題 スライディングノズル（以下、ＳＮと略記）は、耐火物
コストが割高であり、且つＳＮプレート摺動面からの空
気吸い込みが避けられないことから、ＴＤノズルとして
はストッパーノズルの方が優れている。そこで、以下で
はストッパーノズルでの鋳込みスタートに関する課題を
述べる。

取鍋からＴＤ内に注入された初期溶鋼中には大気酸化生
成物等の介在物が不可避的に含まれることから、溶鋼が
ＴＤ内に所定の量溜るまで（又は所定の湯面高さに達す
るまで）保持して介在物の浮上分離を促進させた後に、
ストッパーノズルの開操作により鋳型への鋳込みスター
トが行われる。この保持時間は、連ＦｔｍやＴＤ容量等
により異なるが数十秒〜１分間程度である。

一方、ＴＤは鋳込み前にガスバーナーで予熱され、予熱
終了時のＴＤ耐火物表面温度（以下、予熱終了温度）は
、通常的１，１００〜１，３００℃であるが、予熱終了
後にＴＤを予熱位置から鋳込み位置へ移動し、取鍋注入
開始するまでに所定の時間が掛かることから、取鍋注入
開始時のＴＤ酎耐物表面温度（以下、受鋼時ＴＤ湿温度
は、（１）式で示される大気中への放散熱量分だけ降下
する。

Ｑ　＝　４．５ｅｘｏ、ａ　Ｘ　（（（２７３＋　Ｏｓ
　）／１００）４−　（（２７３＋θ＾）／１００）４
　）　　　　・・・（１）ここで、Ｑは大気への放散熱
量（Ｋｃａｌ／ｒｎ’ｈ）。

Ｏ５は予熱終了時耐火物温度（℃）、θ＾は大気温度（
”０）である。

第１図に、発明者らが測定したＴＤ＃大物温度実績値を
示したが、受鋼時ＴＤ湿温度予熱終了温度の影響を強く
受けている。

次に、受鋼時ＴＤ湿温度ノズル部付着地全厚みの関係を
第２図に示したが、受鋼時ＴＤ湿温度低下と共に地金付
着厚みが増加している。この地金付着が厚い場合には、
ストッパーノズルを開閉操作したときの溶鋼注入流量が
変動するので湯面上昇速度が変動し、特に横断面サイズ
の小さなブルーム・ビレット連鋳において問題となる。

注入流量を安定させるためには、発明者らの経験から地
金付着を１＋＋ｖ＋以下に制御することが必須である、
このためには、第２図から知られるように、受鋼時ＴＤ
湿温度１．１００℃以上とする必要があるが、前述の第
１図においてバラツキも考慮すると、予熱終了温度が１
，３００℃超となってしまい、予熱能力上難しい。

また、地金付着厚みは、第３図に示す如＜ＴＤ内溶鋼過
熱度（ＴＤ−ΔＴ）とも関係があり、ＴＤ−ΔＴが低い
程増大する傾向があり、地金付着を防止するにはＴＤ−
ΔＴを４０℃以上に調整する必要があるが、鋳片品質上
高温鋳造には問題がある。

従って、ＴＤ予熱温度やＴＤ−ΔＴの上昇に依らないノ
ズル部への地金付着防止方法が重要な課題である。

課題を解拷するための手段 本発明は、前記課題を解決するものである。即ち、第４
図に示すようにＴＤＩを取鍋２からの溶鋼３を受け入れ
る受鋼部４と溶鋼を鋳型に注入する排出部５とに分け、
受鋼部と排出部を複数の中空耐火物６で結合し、該排出
部から鋳型７への注入をストッパーノズル８及び浸漬ノ
ズル９を用いて行なうに際し、取鍋から受鋼部へ注入開
始された溶鋼を前記中空耐火物内を通して排出部内に噴
射させて溶鋼の攪拌混合を促進せしめ、ストッパーノズ
ル部（ストッパーへラドと浸漬ノズルとの接合部分）１
０への溶鋼の凝固付着を防止することにより、ストッパ
ーノズルでの鋳込みスタート時に安定した注入流量を得
る。

また、中空耐火物の間に誘導加熱装置１１を介在させ、
通電する際に生じる中空耐火物内溶鋼の加熱及び噴射力
によって、排出部内溶鋼の攪拌混合を促進せしめること
により、ストッパーノズル部への溶鋼の凝固付着を防止
し、ストッパーノズルでの鋳込スタート時に安定した注
入Ｖｔ量を得ようとするものである。誘導加熱装置１１
は、鉄芯と誘導コイルからなり、溶鋼を誘導加熱する公
知の手段でよい。

ノズル部への溶鋼の凝固付着を抑制するには、ノズル耐
火物表面温度を注入溶鋼の顕然で上昇させることが有効
と考えられる。このためには、溶鋼から耐火物への熱伝
達係数の向上、即ちノズル部でのレイノルズ数や溶鋼流
速を増加させる必要がある。

発明者らは、第４図に示した構造の装置と同様の木モデ
ル実験用ＴＤを製作し、ＴＤ受鋼部から排出部内に入っ
た水の流速を測定観察した０本発明になる受鋼部と排出
部とを中空耐火物で結合したＴＤでは、中空耐火物から
噴射された水が底辺流れや上昇流並びに反転流を形成し
ており、攪拌混合が促進されている。一方、従来ＴＤで
は、流動が殆どなく静かである。水モデル実験から測定
した底辺流れの流速を第５図に示したが、本発明のＴＤ
では、従来ＴＤに比べ約３〜６倍の流速が確認された。

排出部内に設けられたストッパーノズル部での溶鋼の攪
拌混合の流速を増加せしめることにより、ノズル耐火物
への溶鋼からの熱伝達が促進され、ノズル部への溶鋼の
凝固付着を抑制することが出来る。

ここで、中空耐火物の形状としては、その横断面形状が
円形、楕円形、角形のものでも良く、要はＴＤ横断面よ
りも小さな断面サイズに絞ることによって、溶鋼が受鋼
部から中空耐火物を通過するときに排出部内へ噴射させ
る機能を持たせるものである。たとえば管状のもので、
その内側の中空孔（湯溝）を溶鋼が通り、受鋼部と排出
部間をを連通ずる。

また、溶鋼を受鋼部から中空耐火物を通して排出部に噴
射させるに際し、該噴射溶鋼流が直接ストッパーノズル
部に導かれるようにするために。

中空耐火物の位置を受鋼部側で高く、排出部側で低くす
る方法または／及び２本の中空耐火物の水平方向間隔を
受鋼部側で広く、排出部側で狭くする方法がより効果的
である。

その結果、鋳込みスタートに隙して設定したノズル開度
で目標とする注入流量が得られ、安定した注入流量制御
が可能となる。

作用 本発明によれば、溶鋼の顕熱を利用してノズル部への溶
鋼の凝固付着を防止することが出来るので、予熱温度や
ＴＤ−ΔＴを極端に上）１させる必要性がなく、安定し
た持込みと品質の確保が可能となる。

実施例 実施例について以下に説明する。

容量３０ＴのＴＤを、第４図に示すように受鋼部と排出
部に分は受鋼部と排出部を長さ１，０００ｍｍで横断面
内径が１２０問φの中空耐火物２木で結合した。また、
２本の中空耐火物の間に容＠１，０ＯＯＫＩＩＩの誘導
加熱鉄芯を設置した。

１５０　Ｔ転炉で溶製した溶鋼を取鍋からＳＮ（内径８
０ｍｍφ）の開操作により注入開始し、注入溶鋼がＴＤ
内で１５Ｔ溜るまで保持した後、ストッパーノズルと内
径４０ｍｍφの浸漬ノズルを用いて、横断面サイズ１６
２ｍｍＸ　１８２ｏ＊の鋳型への鋳込みスタートを行っ
た。

ここで、鋳込みスタート時のストッパーノズルの開度（
ストッパーと浸漬ノズル接合部との間隔）は、ストッパ
ー操縦装置に組み込んだステッピングシリンダーにて調
整し、最初６■■とした。

尚、ストッパーの実開度及び地金付着厚みは、ストッパ
ー支持アームに取り伺けたダイアルゲージにて測定出来
るようにした。

鋳込みスタート時のタミーバー（］二端）のセーフ１位
置は、鋳型上端から５５０ｍｍとし、この位置からｐＩ
型上端から１００＋ｓ＋ｗの位置までの湯面上昇時間（
ｔ　、５ｅｃ）を測定し湯面上昇速度を計算した。よっ
て、湯面し昇速度（Ｕ）は、（２）式で与えられる。

Ｕ　＝　（５５０−１００）／　ｔ、（Ｉｌｆｆｌ／５
ｅｃ）−・・（２）さて、上記ＴＤを用いて鋳込みスタ
ートした場合の湯面上置速度の測定結果を第６図に示す
６図において、本発明Ａ法は誘導加熱鉄芯に通電しない
場合を示し、本発明Ｂ法は取鍋からの溶鋼が所定量（通
電によるピンチ現象の発生を回避する湯面高さ以上）溜
った後に誘導加熱鉄芯に通電開始し、その後鋳込みスタ
ートした場合を示す、比較の例は、従来ＴＤでの結果を
示す０本発明の実施により、鋳型内湯面上昇速度は比較
例に比べて変動が減少し、安定した鋳込みスタートが行
われた。

Ａ法の場合には、溶鋼が中空耐火物を通過することによ
り受鋼部から排出部へ噴射されるのが観察された。また
Ｂ法の場合には誘導加熱によって更に強く噴射されるの
が観察された。その結果、鋳込みスタート時のノズル部
への地金付着厚みは、いずれの場合にも１０以下を達成
しているのが確認された。比較例の場合には、ストッパ
ーノズル部での溶鋼の攪拌が殆どなく、地金付着により
鋳込みスタート時にノズルからの注入流量が大きく変動
し、ノズル閉塞になる場合もあった。

発明の効果 鋳込みスタート時のノズル部への地金付着が減少するの
で、安定した湯面上昇速度が得られる。

その結果鋳込みスタート作業の自動化制御が可能となり
、要員省力化やボトム鋳片の品質向上に寄与する効果は
極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図はＴＤ耐耐大湿温度示すグラフ、第２図（１）は
受鋼時ＴＤ湿温度ノズル部付着地全厚みの関係を示すグ
ラフで、第２図（２）はノズル部付着地金の説明図であ
る。第３図はＴＤ−６丁とノズル部付着地全厚みの関係
を示す図、第４図は本発明の実施例を示す図で、（１）
は立面図、（２）はＡ−Ａ断面図である。第５図は水モ
デル実験結果を示すグラフ、第６図は実施例結果を示す
グラフである。 １・・・ＴＤ、２・・・取鍋、３・・・溶鋼、４・・・
受鋼部、５・・・排出部、６・・・中空耐火物、７・・
・鋳型、８・・・ストッパーノズル、９・・・浸漬ノズ
ル、１０・・・スト−、パーノズル部、１１◆・・誘導
加熱装置、１２・・・付着地金。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）タンディッシュを取鍋から溶鋼を受け入れる受鋼
   部と溶鋼を鋳型に注入する排出部とに分け、受鋼部と排
   出部を少なくとも２個の中空耐火物で連通し、排出部か
   ら鋳型への注入をストッパーノズルを用いて行う連続鋳
   造において、取鍋から受鋼部へ注入開始された溶鋼を前
   記中空耐火物内を通して排出部内に噴射させて溶鋼の攪
   拌混合を促進せしめ、ストッパーノズル部への溶鋼の凝
   固付着を防止することにより、ストッパーでの鋳込みス
   タート時に安定した注入流量制御を行うことを特徴とす
   る連続鋳造における鋳込スタート法。
2. （２）複数の中空耐火物の間に誘導加熱装置を介在させ
   、該誘導加熱装置に通電することにより生じる中空耐火
   物内溶鋼の加熱及び噴射力によって、排出部内溶鋼の攪
   拌混合を促進せしめることを特徴とする請求項１記載の
   方法。
3. （３）タンディッシュを取鍋から溶鋼を受け入れる受鋼
   部と溶鋼を鋳型に注入する排出部とに分け、受鋼部と排
   出部を複数の中空耐火物で結合し、該排出部から鋳型へ
   の注入をストッパーノズルを用いて行う連続鋳造におけ
   るタンディッシュにおいて、溶鋼を受鋼部から中空耐火
   物を通して排出部に噴射させるに際し、該噴射溶鋼流が
   直接ストッパーノズル部に導かれるようにするために、
   中空耐火物の位置を受鋼部側で高く、排出部側で低く構
   成したタンディッシュ。
4. （４）タンディッシュを取鍋から溶鋼を受け入れる受鋼
   部と溶鋼を鋳型に注入する排出部とに分け、受鋼部と排
   出部を複数の中空耐火物で結合し、該排出部から鋳型へ
   の注入をストッパーノズルを用いて行う連続鋳造におけ
   るタンディッシュにおいて、複数の中空耐火物の間に誘
   導加熱装置を介在させることを特徴とするタンディッシ
   ュ。
5. （５）２本の中空耐火物の水平方向間隔を受鋼部側で広
   く、排出部側で狭くした請求項３記載のタンディッシユ
   。
6. （６）２本の中空耐火物の水平方向間隔を受鋼部側で広
   く、排出部側で狭くした請求項４記載のタンディッシユ
   。