JPH035052A - 連続鋳造用鋳型内溶鋼の偏流制御方法 - 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〉 本発明はスライディングノズルを介してタンディツシュ
に取イ」けられた浸漬ノズルから鋳型内に注入された溶
鋼の偏流を抑制することができる連続鋳造鋳型内の溶鋼
偏流制御方法に関するものである。

〈従来の技術〉 従来より連続鋳造において、第４図に示すようにタンデ
ィツシュ１から鋳型２への溶鋼注入量制御はクンデイン
シュノズル１ａの下部に設りられた固定盤３ａとスライ
ド盤３ｂとから構成されるスライディングノズル３によ
り行われているが、浸漬ノズル４の下部側壁に設けた左
右の吐出孔５を介して鋳型２内へ注入される溶鋼６の流
速が左右で異なる偏流が生じることがある。１８はスラ
イディングノズル３の開度を制御する油圧シリンダを示
す。

このような偏流が生じるのは、溶鋼６の注入量を制御す
るためスライディングノズル３の開度を絞った状態で注
入することになるため、その構造上どうしても浸漬ノズ
ル４内を落下する溶鋼主流動６ａが左右で不均一となり
、その影響で左右の吐出孔５から鋳型２内に注入される
溶鋼６の一方の流速が大きく他方の流速が小さくなるか
らである。

更に浸漬ノズル４の吐出孔５にアルミナ等がイ」層成長
し、吐出孔５の開口面積が左右でアンバランスを生じ偏
流を助長する場合が多い。

前述のように浸漬ノズル４の吐出孔５がら注入される溶
鋼流速が大きい側では鋳型２の内壁面への衝突力が大き
く、溶鋼は内壁面に沿って上方および下方に勢いよく分
流することになる。かくして上昇流は鋳型２内の湯面に
盛り上がり６ｂを生起して湯面上のパウダ７が鋳型２の
内壁面に供給されるのを阻害して供給不足となり凝固シ
ェル８の形成が不均一となり、鋳造される鋳片の湯じゎ
や割れ発生の原因になる。また下降流は溶鋼６の深くま
で達するので非金属介在物の浮上を妨げ鋳片の非金属介
在物性欠陥をもたらす原因となる。

一方、吐出孔５からの溶鋼吐出流速が小さい側あるいは
溶鋼吐出流量が急変する場合には吐出孔５内の溶鋼流に
よどみ部が発生し易くアルミナ等の脱酸生成物のイリ着
によりノズル閉塞を起こし多連々鋳造の実施を困難とし
生産性を害するばかりでなく耐火物コストの増加を伴う
。

このようにして−旦偏流が生じるとこれを解消すること
は仲々困難であり、偏流の程度が激しくなると、鋳型２
内で形成された凝固シェル８の再溶解によるブレークア
ウト等の操業トラブルや、鋳型２内の湯面変動等による
鋳片表面欠陥が発生しやすく最悪の場合、鋳造を中止せ
ざるを得なくなる。

上記のように浸漬ノズル４に生じた偏流により左右の吐
出孔５からの溶鋼吐出流速に大小の差が生じると連続鋳
造の操業に支障があるばかりでなく鋳片の品質悪化を招
き好ましくない。

連続鋳造において鋳型内溶鋼の偏流検出方法としては、
すでに幾つかの提案がなされており、例えば特開昭６２
−９３０５４号公報および特開昭６２−１９７２５５号
公報が開示されている。前者は、左右鋳型の溶鋼に接す
る内側表面下に、上下方向に定ピツチで埋設した熱電対
の温度情報から左右の湯面レベル差を検出することによ
って鋳型内？ａｆＷＩの偏流を検定するものであり、後
者は浸漬ノズルとその両側の鋳型各類辺間にそれぞれ渦
流式レベル旧を各２個配設し、前記レベル３１で検出さ
れる各レベル値の偏差をもとに鋳型内溶鋼の偏流を推定
するものである。

しかるに、前記の方法はいずれも鋳型内溶鋼の偏流を推
定するのみで、積極的に偏流を抑制する手段については
開示されていない。特開昭６２１９７２５８号公報には
、前記特開昭６２−１９７２５５号公報に開示されてい
る手段に基づいてｔｌｉ定した鋳型内溶鋼の偏流を抑制
するよう鋳造速度を低速に制御するものが開示されてい
るが、鋳造速度を低速にすることは、生産能力の低下を
来すという問題点がある。

また特開昭６２−２５２６４９号公報には、浸漬ノズル
の左右の溶鋼レベル差を検出し、かつ浸漬ノズル内面に
垂直方向で左右に２分割した気体吹き込の用の円筒状ポ
ーラス１Ｉｌｉ１火物を嵌着し、各耐火物への外部から
の気体供給量を該溶鋼レベル差を抑制するように独立に
制御するものが提案されている番ノれども、気体のアク
チュエータとしての効力が弱いため応答性が悪く精度よ
く溶鋼の偏流を抑制するのが困難なばかりでなく、ポー
ラス耐火物の溶損が著しく寿命が短いという問題点があ
る。

更に電磁力を利用するものとして特開昭６２２５２６５
０号公報および特開昭６３−８０９４８号公報が開示さ
れている。前者は、浸漬ノズルの左右の溶鋼レベル差を
検出し、鋳型直下に設置した並進方式電磁攪拌装置を制
御して電磁攪拌によりレベル差をなくするように調整す
るものであるが、溶鋼を電磁攪拌するため装置が大掛か
りとなり設備費が掛かると共に電力消費量の増加にもつ
ながるという問題点がある。後者は、浸漬ノズルを取り
巻くコイルを設置し、浸漬ノズル内の溶鋼流に中心に向
かう電磁力を発生させて偏流を防止するものであるが、
同様に設備費が掛かるばかりでなく、鋳型内溶鋼のメニ
スカスからの熱輻射に対処する防護手段が必要であり、
コニ程的な連続使用には困難を伴うという問題点がある
。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明は上記従来技術の問題点を解消し、タンディツシ
ュの下部に設りたスライディングノズルの開度を制御し
、浸漬ノズル下端部側壁に設りた左右の吐出孔を介し°
ζ鋳型内に溶鋼を注入するに際し、左右の吐出口より注
入される溶鋼流速をバランスさせることができる連続鋳
造にお番ノるモールド内への溶鋼注入方法を提供するこ
とを目的とするものである。

〈課題を解決するだめの手段〉 上記目的を達成するだめの本発明の連続鋳造用鋳型的溶
鋼の偏流制御方法は、タンディツシュからの溶鋼を、ス
ライディングノズルを介してタンディツシュ下部に取り
イリげられた浸漬ノズルの左右に位置した吐出孔より鋳
型内に注入するに際し、前記スライディンクリズルの開
度を油圧シリンダにて調節して主として前記鋳型的溶鋼
の湯面が所定レベルになるように制御する一方、前記浸
漬ノズルを前記スライディングノズルとは独立に油圧シ
リンダにてスライド自在に取すイ」け、前記浸漬ノズル
の位置を油圧シリンダにて調節して主として前記鋳型的
溶鋼の偏流を抑制するように制御することを特徴とする
ものである。

く作　用〉 前述のように本発明においては、スライディンクリズル
では主として鋳型的溶鋼の湯面が所定レベルになるよう
に油圧シリンダにて開度を調節して溶鋼を流し込み、浸
漬ノズルでは、主としてスライディングノズルを通して
流し込まれる溶鋼の主流動が浸漬ノズルの内孔中心部を
流下するようにスライディングノズルとは独立に油圧シ
リンダにて位置を調節する。このため、溶鋼主流動が左
右の吐出孔に均等に分配され、鋳型内に注入された溶鋼
の偏流が抑制される。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第１
図は本発明方法の一実施例を示す説明図であり、図中の
符号は前記第４図のものと同様である。

第１図において、タンディツシュ１から鋳型２への溶鋼
注入量制御はタンディツシュ１の下部に設けたスライデ
ィングノズル３により浸漬ノズル４の下部側壁に設けた
左右の吐出孔５を通して鋳型２内に注入するのは従来と
同じであるが、本発明では浸漬ノズル４がスライディン
グノズル３とは独立に油圧シリンダ１２にてスライド自
在に取り付けてあり、スライディングノズル３に対する
位置を調節できるようになっている。

１７は鋳型２内の溶鋼６の湯面レベルを測定する渦流式
レベル計であり、渦流式レベル計１７は浸漬ノズル４と
その両側の鋳型２の各短辺間の湯面に接近してそれぞれ
配設されている。なおレベル計としては渦流式レベル剖
に限定されるものではなく、γ線式など種々のタイプの
ものを使用してもよい。渦流式レベル計１７の出力信号
はレベル比較回路１１に入力され、レベル比較回路１１
では人力信号のいずれか一方を選択（例えば偏流が生じ
ているときには偏流の大きい側を選択）し、所定の基準
レベルと比較され、両信号の偏差に対応する偏差信号が
溶鋼流量制御用コントローラ１９に入力される。

溶鋼流量制御用コントローラ１９ではポテンシオメータ
２１から油圧シリンダ１８の現位置信号、換言すればス
ライディンクリズル１８の開度を取り込んでスライディ
ングノズル１８の開度を修正ずべく、流量制御用コンｌ
−ローラ１９からは入力の極性、正または負に対応して
その大きさに比例したスライディングノズル３の開また
は閉指令が出力される。

かくして溶鋼量制御用コントローラ１９の出力は油圧供
給回路に配設した電磁弁２０に与えられ、電磁弁２０の
作動により油ポンプ１５からの油圧供給回路が切り換え
られ油圧シリンダ１８の進出、退入が制御される。１４
は油タンクを示す。

一方、鋳型２の浸漬ノズル４を境とする左右の短辺内壁
には熱電対９を埋設してあり、熱電対９によって検出さ
れた温度は温度比較回路１０により監視され、鋳型２の
左右内壁の温度差すなわら抜熱アンバランスにより左右
の吐出孔５から注入された溶鋼６の不均一流動つまり偏
流が検知される。

これは偏流により流速の大きい短辺側内壁は他方に比べ
て新しい溶鋼流が多くなることから温度δＩＩＩ定植が
高くなるという原理を利用したものである。

左右の熱電対９の各出力信号は温度比較回路１０に人力
され、温度比較回路１０では、両信号の偏差に対応する
偏差信号が偏流制御用コントローラ１６に入力される。

偏流制御用コントローラ１６ではボテンシオメーク２２
から油圧シリンダ１２の現位置信号、ずなわら浸漬ノズ
ル１８の位置を取り込んで浸漬ノズル４の位置を修正す
べく偏流制御用コントローラ１６からは人力の極性、正
または負に対応してその大きさに比例した浸漬ノズル４
の左側または右側への位置変更指令が出力される。

かくして、偏流制御用コントローラ１６の出力は油圧供
給回路に配設した電磁弁１３に与えられ、電磁弁１３の
作動により油圧ポンプ１５からの油圧供給回路が切り換
えられ、油圧シリンダ１２の進出、退入が制御される。

次に本発明の作用について説明すると、まず図示してい
ない設定手段により湯面レベルの基準値がレベル比較回
路１１に与えられ、また鋳型２内の溶鋼の湯面レベル検
出値が渦流式レベル計１７から与えられ、両者の差分を
レベル制御用コントローラ１９に人力する。レベル制御
用コントローラ１９では両者の差分を解消する制御信号
を電磁弁２０に人力して電磁弁２０を切り換える。この
入力内容は湯面レベルの上記差分を所定条件下で解消す
ることができるスライディングノズル３の開度に相当す
るボテンシオメーク２Ｉの出力に対応するものである。

このようにして本発明では主としてタンディツシュ１か
らスライディングノズル４の開度を調節して鋳型２内の
溶鋼６が所定の湯面レベルになるように制御されるが、
第４図に基づいて説明したようにスライディングノズル
３の開度が絞り状態で注入されるため浸漬ノズル内を落
下する溶鋼主流動６ａが左右不均一となる。この影響で
、浸漬ノズル４の左右の吐出孔５から鋳型内に注入され
た溶鋼６が偏流し、一方の流速が大きく、他方の流速が
小さくなる傾向は避けられない。

１ そこで本発明ではこのような鋳型２内の溶鋼偏流を左右
の熱電対９によって温度を検出し、両者の差が所定のし
きい値を超過したときには前述の手順により偏流制御用
コントローラ１６から指令を発し、電磁弁１３を切り換
えて油圧シリンダ１２を作動し第１図に示すように浸漬
ノズル４の位置を調整する。

上述のような操作を一定タイミングを置いて鋳型２の左
右内壁の検出温度差がしきい値以下になるまで操り返す
と浸漬ノズル内を落下する溶鋼主流動６ａが内孔中心部
を落下するようになり、溶鋼主流動６ａが左右の吐出孔
５に均等に分配され、鋳型２内に注入された溶鋼６の偏
流が抑制される。

以上説明したように本発明では主として、鋳型２内の湯
面レベル制御はスライディングノズル３の開度により、
また鋳型２内に注入された浸漬ノズル４の左右の位置制
御によりそれぞれ独立して行われるが、浸漬ノズル４の
位置制御による開度が溶鋼注入量に影響を及ばずので、
浸漬ノズル４の位置制御をスライディングノズル３の開
度制御２ にフィードフォワードして所定の溶鋼注入量とする必要
がある。

またスライディングノズル３の固定盤３ａとスライド盤
３ｂと浸漬ノズル４との相対的位置関係は、第１図に示
すような位置関係で制御されるとは限らず浸漬ノズル４
内へのイ」着物の左右アンバランスによって変化するた
め、付着物の成長度合に応じ、偏流が抑制されるように
スライディングノズル３と浸漬ノズル４を同方向にずら
せて溶鋼を注入する場合もあり得る。

なお、熱電対９によって偏流を検出する代わりに、浸漬
ノズル４とその両側の鋳型２の各短辺間の湯面に接近し
て配設されている渦流式レベル計１７を使用することも
可能である。この場合には湯面の盛り」二がり６ｂ（第
４図参照）発生に伴う左右の渦流式レベル計１７によっ
て検出される湯面レベル差が所定のしきい値を超過した
ときには偏流発生と判定し、前述の実施例に準じて浸漬
ノズル４の位置を制御して、湯面レベル差が所定のしき
い値以下になるまで順次浸漬ノズル４の位置を左側また
は右側に移動して左右の吐出孔５から注入される溶鋼の
偏流を抑制するのは前述実施例の場合と同じである。

第２図は本発明による浸漬ノズル４の位置制御およびス
ライディンクリズル３の開度制御と鋳型２内の溶鋼レベ
ルおよび溶鋼偏流指数を経時的に示したものであり、浸
漬ノズル４の左右への位置制御を行うことによって偏流
指数を応答性よく制御できることがわかる。

第３図は従来法および本発明法によって得られた鋳片の
欠陥指数を比較して示したものであり、本発明法によれ
ば鋳型内に注入した溶鋼の偏流が抑制されるため従来法
に比較して欠陥指数を大幅に低減できる。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、タンディツシュの
下部に設けたスライディングノズルの絞り注入により浸
漬ノズルの吐出孔を介して鋳型に注入された溶鋼の偏流
を容易に防止することができる。その結果、浸漬ノズル
のノズル詰りか半減して多連々鋳造の実施を可能とする
ばかりでなく欠陥のない鋳片を安定して製造することが
でき、冷延材のスリハ疵を減少できるなどの多大な効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す説明図、第２図は鋳型自
溶鋼レベル、溶鋼偏流指数、浸漬ノズルの位置およびス
ライディングノズル開度を経時的に示すグラフ、第３図
は鋳片の欠陥指数を従来法と本発明法について比較して
示すグラフ、第４図は従来例を示す説明図である。 ■・・・タンディツシュ、 ３・・・スライプイングツ ４・・・浸漬ノズル、 ６　・・・？容　　鋼、 ８・・・凝固シェル、 ｌＯ・・・温度比較回路、 １２・・・油圧シリンダ、 １４・・・油タンク、 ２・・・鋳　型、 ズル、 ５・・・吐出孔、 ７・・・パウダ、 ９・・・熱電対、 １１・・・レベル比較回路、 １３・・・電磁弁、 １５・・・油圧ポンプ、 ５ １６・・・偏流制御用コン１−ローラ、１７・・・渦流
式湯面ａ１、　１８・・・油圧シリンダ、１９・・・流
量制御用コントローラ、 ２０・・・電磁弁、 ２１、２２・・・ポテンシオメータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　タンディッシュからの溶鋼を、スライディングノズル
   を介してタンディッシュ下部に取り付けられた浸漬ノズ
   ルの左右に位置した吐出孔より鋳型内に注入するに際し
   、前記スライディングノズルの開度を油圧シリンダにて
   調節して主として前記鋳型内溶鋼の湯面が所定レベルに
   なるように制御する一方、前記浸漬ノズルを前記スライ
   ディングノズルとは独立に油圧シリンダにてスライド自
   在に取り付け、前記浸漬ノズルの位置を油圧シリンダに
   て調節して主として前記鋳型内溶鋼の偏流を抑制するよ
   うに制御することを特徴とする連続鋳造用鋳型内溶鋼の
   偏流制御方法。