JPH04123851A - 連続鋳造用タンディッシュ - 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］ この発明は溶鋼の連続鋳造においてタンディツシュ内溶
鋼中の非金属介在物や取鍋スラグ等を、浮上、分離させ
る連続鋳造用タンディツシュに関する。

［従来の技術］ 添付の図面を参照しながら従来技術について説明する。

第７図、第８図はそれぞれ異なる従来の連続鋳造用タン
ディツシュである。図中、１はタンディツシュ、２は溶
鋼、３は取鍋９から溶鋼をタンディツシュ１に注入する
取鍋ノズル、４は溶鋼を連続鋳造鋳型に注入する取鍋ノ
ズル、６は溶鋼の流れを変える堰、８はポーラスプラグ
である。

溶鋼の連続鋳造におりるタンティッシュの役割は、取鍋
ノズル３を介してタンティッシュ１へ供給された溶鋼２
に含まれる非金属介在物や取鍋スラグを浮上・分離さぜ
ることである。そのため従来は、第７図に示すようにタ
ンディツシュ１内に堰６を設置して溶鋼２の流れを上昇
させて撹拌を促進したり、あるいは第８図に示すように
タンディツシュ１内に設置したポーラスレンガ８からガ
スバブリングを行って溶鋼内に上昇流を生じさせ、充分
な撹拌を行っている。また、公開特許昭６３−１４０７
４５号公報には、タンディツシュの側壁に、溶鋼の流れ
に沿って電磁攪拌装置を設けて、電磁力を使って、溶鋼
の流れを層流状態にして介在物を浮上分離させる方法が
開示されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、堰を使って溶鋼に上昇流を与える程度で
は撹拌強度が弱く、溶鋼中の非金属介在物や取鍋スラグ
を浮上・分離させるには不十分てあり、特に粒径５０μ
ｍ以下の微小介在物の分離にはほとんど効果がない。ま
た、ポーラスレンガを使ったガスバブリングによる溶鋼
の撹拌では、撹拌強度は充分に得られるが、溶鋼中に残
存する微小気泡がそのままモールド内に持ち込まれて鋳
片内部欠陥として残り、品質上大きな問題となる。さら
に、−旦、浮上　分離した非金属介在物や取鍋スラグが
、湯面上に浮上してきたガスバブルが破裂する際に再び
溶鋼中へ混入するという問題もある。一方特開昭６３−
４４０７４５号公報に開示された方法は、電磁力を使っ
てタンディツシュ内溶鋼の流れを層流して、堰の設置や
ガスバブリングをまったく行わず、タンディツシュを長
くして通過させるのと同じ効果を有するものであるが、
微小介在物を浮上　分離させるには必ずしも十分ではな
い。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって
、非金属介在物を微小なものまで浮上・分離させること
ができ、内部欠陥を生じさせることのないタンディツシ
ュを提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段、作用］ 本発明による連続鋳造用タンディツシュは、溶鋼が取鍋
から取鍋ノズルを介してタンディツシュに注入され、更
にタンディツシュからタンディツシュノズル介して連続
鋳造用の鋳型に注入される溶鋼流通路において、タンデ
ィツシュ内の湯面近傍の溶鋼に、前記タンディツシュの
出口に向かう方向に電磁力を印加する溶鋼流速加速装置
を設けることを特徴とする。

タンディツシュ内の溶鋼表面の近くに溶鋼流速加速装置
を設けて、湯面に近い溶鋼の流れをを加速させると、取
鍋ノズルからタンディツシュに注入された溶鋼は、取鍋
ノズルの出口付近で、上向きの流れが強くなり、この中
に含まれる非金属介在物の浮上・分離が促進される。

［実施例］ 添付の図面を参照しながら、本発明の実施例について詳
細に説明する。溶鋼の連続鋳造において取鍋から取鍋ノ
ズルを通じてタンディツシュ内に注入された溶鋼は、介
在物を浮上・分離しながらタンディツシュ内を通過して
モールドへ注入される。本発明者らは水モデルを使って
タンディツシュ内を通過する際の溶鋼の流れを検討した
。第５図、第６図は水モデルに使用した模擬のタンディ
ツシュ３１、取鍋ノズル３３、タンディツシュノズル３
４を示す。図中矢印は、水の流れの方向とその長さによ
り相対的な速さを示す。

水モデルの試験によれば、堰やガスバブリングを行わず
に一定流量で水を流すと、第５図に示すように、取鍋ノ
ズル３３の直下では乱流状態である流れが、タンディツ
シュ３１中央付近ではほぼ層流の流れとなってモールド
へ注入される。この層流状態ではタンディツシュ３１内
流体の高さ方向の流速分布は表面はど遅く、底面近傍は
ど速い流れになっている。一方、タンディツシュ３１中
央部で強制的に表面近傍の流速を速くしてやると、第６
図に示すようにタンディツシュ３１内の流体流速が高さ
方向に第５図とは逆の勾配を持つようになる。このとき
タンディツシュ３１の表面近傍に多くの流量が流れよう
とするため乱流域から層流域への遷移層で上向きの流速
が大きくなる。この上向き流に乗って流体中の異物（溶
鋼の場合、非金属介在物や取鍋スラグに相当する）が流
体表面近傍に運ばれ、流体表面で捕捉され易くなるため
浮上・分離が促進される。

上記の知見に基づき、鋼の連続鋳造において、タンディ
ツシュ内において非金属介在物の浮上分離を促進するた
め、湯面近傍の溶鋼流速を増加させる溶鋼流速加速装置
を設けた。前記溶鋼流速加速装置として、交流リニアモ
ーター型電磁コイルをタンディツシュに設置した。これ
により、そ−ルド内に混入する非金属介在物や取鍋スラ
グが減少して鋳片の清浄性が向上するという顕著な結果
が得られた。これについて、以下に具体的な実施例を挙
げて説明する。

（実施例］） 第１図は本発明の一つの実施例を示したもので、第１図
（ａ）、（ｂ）はそれぞれタンディツシュの平面図、縦
断面図である。図中、１はタンディツシュで、容量１７
シ、片ストランド鋳造用である。溶鋼２は取鍋ノズル３
を通してタンディツシュ１の一方の端部からタンティッ
シュ１内に注入される。４はタンディツシュノズルで、
ここから溶鋼２が鋳型（図示せず）に注入される。この
タンディツシュ中央部にはタンディツシュ１中央部の溶
鋼２の湯面上部に交流リニアモーター型電磁コイル１０
が流れの方向と平行に設置されており、磁界を移動して
溶鋼を加速することができる。このコイルの容量は１１
００ｋである。図中、矢印は溶鋼の流れの方向を示し、
その長さは相対的な速さを示す。

今、取鍋ノズル３を通してタンディツシュ１内に注入さ
れた溶鋼２は、取鍋ノズル３の直下では乱流状態、交流
リニアモーター型電磁コイル付近では層流状態となって
、湯面近傍はど流速が遅く底部はど速くなっている。こ
のときに交流リニアモーター型電磁コイル１０に発生ず
る磁場を一定速度で溶鋼の流れる方向に移動させると、
タンディツシュ１内の溶鋼２が磁性体であるため電磁コ
イル近傍の溶鋼２も同じように移動する。電磁コイルを
溶鋼直上に設置しているため、電磁コイルにもっとも近
い湯面に働く力が最大となり、溶鋼の高さ方向では湯面
流速がもっとも速く、底部に近くなるほど遅くなる。し
たがって、湯面近傍の溶鋼流量が多くなるため、電磁コ
イルより上流の溶鋼も湯面近くを多く流れようとする。

そのためタンディツシュに注入されな取鍋ノズル３の出
口付近の溶鋼２に上向きの流れが発生し、非金属介在物
や取鍋スラグもこの上向き流に乗って湯面近傍まで運ば
れる。その結果電磁コイル１０がないときには、タンデ
ィツシュ底部の流速の速い溶鋼流に乗ってモールドに持
ち込まれていた非金属介在物や取鍋スラグは、このコイ
ル１０による磁界の移動に伴う上向き溶鋼流に乗って浮
上分離される。このリニアモーター型電磁コイル１０は
半永久的に使用てきるためコスト的にも有利である。

第２図は第１図に示したタンディツシュを使って、本実
施例について鋳片内に残った介在物量と介在物の大きさ
との関係を、比較例とともに示したグラフ図である。溶
鋼として５ＵＳ３０４を、鋳造速度０．６ｍ／ｍｉｎで
７５ｔ　、　＠造したときの実施例である。■；出力１
１００ｋで電磁力を使用した本実施例に対して、比較例
として電磁力を使用せずに、■；ガスバブリングを実施
したとき、■；堰を設置したとき、■；ガスバブリング
、堰の設置ともに実施しないときを比較した。前記数字
は第２図のグラフにに示す数字に対応する。第２図から
明らかな通り、電磁コイルを使用したときは、電磁力な
しと比較して、鋳片内の介在物量は減少しており、特に
１００μｍ以下の微小介在物量が少なくなっている。堰
を設置して上昇流をつくった場合やアルゴンガスバブリ
ングをおこなった場合と比べても、介在物は少なくなっ
ている。

（実施例２） 第３図は本発明の他の実施例を示したもので、第３図（
ａ）、（ｂ）はそれぞれタンディツシュの平面図、側面
図である。図中、１１はタンディツシュ、２０は電磁コ
イル、１４はタンディツシュノズル、その他は第１図と
同じ番号を付しである。第３図（ｂ）で、点線で示す矢
印は溶鋼の流れの方向を示し、その長さは相対的な速さ
を示す。

普通鋼の鋳造に用いられる容量２０トンの２ストランド
型Ｔ型タンデイツシユ１１の湯面２の近傍に、タンディ
ツシュ１１の両側の側壁からタンディツシュ１１をはさ
むように交流リニアモーター型電磁コイル２０が設置さ
れである。第３図（ａ＞で電磁コイル２ｏに示す矢印は
移動磁場の方向を示す。この電磁コイル２ｏは４基が同
じ高さに設置されており、向い合う電磁コイル２゜の磁
界の移動方向は同じで、溶鋼の流れがタンディツシュノ
ズル１４の方向に加速されるようになっている。

今、取鍋ノズル３を通してタンディツシュ１１内に注入
された溶鋼２は、取鍋ノズル３の直下ては乱流状態、交
流リニアモーター型電磁コイル付近では層流状態となっ
て、湯面近傍はど流速が遅く底部はど速くなっている。

このときに交流リニアモーター型電磁コイル２０に発生
する磁場を一定速度で溶鋼の流れる方向に移動させると
、タンディツシュ１１内の溶鋼２が磁性体であるため溶
鋼２も同じように移動する。電磁コイル２０は湯面近傍
に設置しであるため、これによって湯面近傍の溶鋼流量
が多くなって、電磁コイルより上流の溶鋼も湯面近くを
多く流れようとする。そのなめタンディツシュ１１に注
入された取鍋ノズル３の出口付近の溶鋼２に上向きの流
れが発生し、非金属介在物や取鍋スラグもこの上向き流
に乗１て湯面近傍まで運ばれる。その結果、電磁コイル
１０がないときにはタンディツシュ底部の流速の速い溶
鋼流に乗ってモールドに持ち込まれていた非金属介在物
や取鍋スラグは、この電磁コイル２０による磁界の移動
に伴う上向き溶鋼流に乗って浮上　分離される。

第４図は第３図に示したタンディツシュ１１を使って炭
素鋼を１．４ｍ／ｍｉｎの鋳造速度で、２００シ鋳造し
たときの鋳片内の介在物量と大きさの関係を示したグラ
フ図である。

■；出出カフｋｗで電磁コイルの高さを湯面近傍とした
本実施例に対して、比較例として■；出出カフｋｗで電
磁コイルの高さを溶鋼深さの中央としたとき、■；電磁
コイルを使用しないときを比較した。前記数字は第４図
のグラフにに示す数字に対応する。第４図から明らかな
通り、電磁石を湯面近傍に設置したときが、介在物の減
少にもっとも効果を発揮し、特に微小介在物が少なくな
った。

また溶鋼高さの中央部で溶鋼を加速しても、層流にはな
るが介在物の浮上には大きな効果を示さなかっな。

［発明の効果］ 本発明のタンディツシュによれば、連続鋳造用タンディ
ツシュ内溶鋼の湯面近傍に電磁力を印加する溶鋼流速加
速装置を設置したので、湯面近傍の溶鋼が加速されて、
取鍋ノズルからの溶鋼が上方に向かい、微小な非金属介
在物の分離・浮上が促進され、かつ内部欠陥を生じさせ
ることはない。

【図面の簡単な説明】

第１図および第３図は本実施例のそれぞれ異なるタンデ
ィツシュの図、第２図および第４図はそれぞれ第１図、
第３図に示したタンディツシュを用いて得られた鋳片内
の介在物指数と介在物の大きさとの関係を示すグラフ図
、第５図および第６図は、水モデル試験のタンディツシ
ュによる水の流れを示す図、第７図、第８図はそれぞれ
異なる従来技術のタンディツシュを示す図である。 １．１１・・・タンディツシュ、２・・溶鋼、３・・取
鍋ノズル、４，１４・タンディツシュノズル、・電磁コ
イル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 溶鋼が取鍋から取鍋ノズルを介してタンディッシュに注
   入され、更にタンディッシュからタンディッシュノズル
   介して連続鋳造用の鋳型に注入される溶鋼流通路におい
   て、タンディッシュ内の湯面近傍の溶鋼に、前記タンデ
   ィッシュの出口に向かう方向に電磁力を印加する溶鋼流
   速加速装置を設けることを特徴とする連続鋳造用タンデ
   ィッシュ。