JPH04220148A - 溶湯供給ノズル - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶湯供給ノズル内の溶
湯流を整流化して、溶湯供給ノズル内での付着物生成を
防止し、連続鋳造工程の生産能力を向上させると同時に
、大型介在物の発生も抑制し、良好な鋳片の製造をも可
能とする溶湯供給ノズルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造法では、溶湯（溶融金属、以下
、鋼に関しては溶鋼と記す）は、溶鋼鍋（以下鍋と記す
）からタンディッシュ、あるいはタンディッシュから鋳
型へと供給される際に、耐火物で作られた溶湯供給ノズ
ルを通過する。

【０００３】この際に、溶鋼中に縣濁している微小な介
在物粒子が、耐火物表面上に堆積し、溶鋼流路が狭窄す
る、いわゆるノズル詰りの現象が生じる。

【０００４】以下、溶湯供給ノズルの詰り現象を、タン
ディッシュから鋳型へ溶鋼を供給するのに用いられる、
浸漬ノズルについて説明する。

【０００５】図３は、下端の両側に吐出孔２ａ、２ｂを
設け、ノズル内下降流路ＤＦの径を全長同一径とした浸
漬ノズルと浸漬ノズル内での溶鋼流動を示したものであ
る。図示の様に、鋳型へ供給される溶鋼１は浸漬ノズル
２内を流下し、下端両側の横向き吐出孔（２ａ、２ｂ）
を経て鋳型内に供給される。

【０００６】この際に、浸漬ノズルの吐出孔直上部の浸
漬ノズル内壁２Ｂ上では、溶鋼流動方向が鉛直下向きか
ら、吐出孔方向へと急激に変化する事に伴う逆流渦３が
生じる。

【０００７】このため逆流渦３が生じる部分では、及び
内底２Ｄから吐出孔２ａ、２ｂの下部に亘って４の如く
溶鋼中の介在物粒子が集積、付着する。

【０００８】これにより、浸漬ノズル内の溶鋼流路は、
鋳造中徐々に断面積が減少してゆき、溶鋼の通過が困難
となる。

【０００９】これにより、鋳型内での溶鋼流動が非対象
となる偏流、あるいは鋳型内への溶鋼供給不足による鋳
造中断が発生する。

【００１０】このため、実操業では、浸漬ノズル内の付
着物を洗い流す目的で、Ａｒガスを浸漬ノズル内に吹き
込むことを実施している。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、浸漬ノズルに
Ａｒガスを吹き込んだとしても、長期に鋳造を続けてい
ると、Ａｒガスを吹き込んでいる部分の耐火物が溶損さ
れ、Ａｒガスの気泡径が増加するので、洗い流しの効果
が低減し付着物が生成する。

【００１２】あるいは、浸漬ノズル内付着物を機械的に
取除くために、長尺の鉄棒をタンディッシュ上方から浸
漬ノズル内部に挿入する、棒つつきと称する作業を実施
している。

【００１３】しかしこの棒つつきを実施した部位の鋳片
は、介在物を大量に含むために、品質が著しく悪化する
。

【００１４】以上述べたように、従来のノズルでは、長
期に安定して溶湯供給ノズル内付着物の生成を防止し、
鋳片品質を良好に保つことができるものは見当たらない
。

【００１５】本発明は、前記従来技術の如く、溶湯供給
ノズル内での付着物生成が生じる事無く連続鋳造の連連
比の制限を解消し、生産性を向上させるとともに、鋳片
内介在物欠陥の発生をも防止するものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するためになされたものであり、その特徴とする手
段は、下端の両側又は一側に吐出孔を設けた溶湯供給ノ
ズルにおいて、該ノズル内下降流路の前期吐出孔近傍を
凸状曲面に形成し、この上流側の内径を凸状曲面部の最
小流路径より大きく形成拡張してなる溶湯供給ノズルを
手段とするものである。

【００１７】

【作用】以下、本発明の溶湯供給ノズルについて説明す
る。本発明者らは、溶湯供給ノズル、主に浸漬ノズル内
溶鋼流動を模擬するために、水モデル試験を実施した。

【００１８】この結果、図３に示した場合と同様、浸漬
ノズル２の内部流路で流動方向の急激な変化に伴う逆流
渦３が生じ、この部分では流体中に縣濁している微小な
固体粒子が集積することを確認した。

【００１９】更にこの逆流渦３の発生位置を、実鋳造後
の浸漬ノズル内付着物の生成位置と比較してみると、両
者が完全に一致しており、また実際の付着物中に観察さ
れる溶鋼中の介在物粒子の粒径および集積度が、水モデ
ル実験より測定される結果と完全に一致することが明ら
かとなった。

【００２０】次に、逆流渦３が生じている部分の浸漬ノ
ズル２の内壁を小径に絞ると、逆流渦３が消失して固体
粒子の集積も生じないことが観察された。

【００２１】上述した実験結果から、浸漬ノズル内流路
を逆流渦３が生じる位置に凸状曲面を形成し整流化すれ
ば、浸漬ノズル内付着物４の生成を防止する事ができ、
連鋳工程の生産性の向上および鋳片品質の改善を図る事
が出来るとの結論に達し、この発明を完成するに至った
。

【００２２】図１は本発明の溶湯供給方法を実施するノ
ズルの概略断面図であって、浸漬ノズル２内溶鋼流路Ｄ
Ｆの吐出孔２ａ、２ｂ上部の流路を凸状曲面５Ｂに形成
し、その上流側の流路半径を凸状曲面ＳＢの最小流路径
より大きく形成したものである。

【００２３】このような浸漬ノズル２を使用して溶鋼１
を供給する場合、溶鋼１が流下する際に、凸状曲面ＳＢ
とその上方は溶鋼が充満充圧され凸状曲面ＳＢの内壁の
曲面にそって整流化され、逆流渦３を生じる事なく、吐
出孔２ａ、２ｂから鋳型へ供給される。

【００２４】このため浸漬ノズル内で微小な介在物が集
積し、付着物を生成するようなことはない。

【００２５】この場合吐出孔上部での凸状曲面ＳＢの位
置は、凸状曲面ＳＢとその上流側の拡径部を形成しない
場合、逆流渦が生じる場合の渦の中心部と一致している
事が望ましく、凸状曲面ＳＢ部での最小流路半径は、従
来ノズルで設計する溶鋼下降流路半径と同程度としその
上流側流路の径は凸状曲面ＳＢ部の最小流路径に前記逆
流渦の短径を加えた値にすることが望ましい。

【００２６】また浸漬ノズルの材質は、特に限定される
ものではなく、アルミナグラファイト質、あるいはジル
コニアライム質のものなど、通常浸漬ノズルの材料とし
て使用されるものならどの様なものでも構わない。

【００２７】

【実施例】以下に本発明の実施例について説明する。

【００２８】図１に示したような内部溶鋼流路の吐出孔
（両側各々の径８０ｍｍ）から上部１００ｍｍの高さの
位置に最小流路径を８５ｍｍにした凸状曲面ＳＢを形成
し、その上流側の流路径を１００ｍｍに拡径した長さ９
００ｍｍの浸漬ノズル１、および図３に示す従来の浸漬
ノズル（吐出孔２ａ、２ｂの各開口径８０ｍｍ、下降流
路径は９０ｍｍ）を用いて、２ストランドの連鋳機で比
較鋳造を実施し、鋳造後の浸漬ノズル内付着物の成長状
態を調査した。

【００２９】表１には今回使用した本発明の浸漬ノズル
の材質を示している。鋳造に際しては、表２に示した成
分系の極低炭素鋼系の溶鋼を、４鍋の連連鋳により鋳造
した。

【００３０】鋳造速度は１．４　ｍ／ｍｉｎ　で鋳造中
は一定、総鋳造溶鋼量は１４４０ＴＯＮ　、総鋳造時間
は１５０ｍｉｎである。

【００３１】また、このとき鋳造した鋳片の断面サイズ
は２４０　ｍｍ　（厚さ）　×１８３０ｍｍ　（幅）　
であり、鋳造後の鋳片内介在物の含有状況を、本発明の
鋳造法によるものと、従来法によるものとで比較調査し
た。

【００３２】図２、図４には、鋳造後の浸漬ノズル内付
着物の生成状況を、比較して示した。

【００３３】従来浸漬ノズル（図４）はノズル内流路上
に、１０〜２０ｍｍの厚さで微小介在物粒子を主体とし
た付着物４が生成付着し、流路径が著しく狭窄しており
、鋳造４鍋目で棒つつき作業を実施した。

【００３４】一方、本発明の浸漬ノズル（図２）を使用
した溶鋼供給では、付着物の生成は皆無であり、棒つつ
きなどの異常操業は実施されなかった。

【００３５】次に図５には、この時鋳造された鋳片中に
含まれる５０μｍ以上の大型介在物の個数を、検鏡によ
り調査した結果を示した。

【００３６】従来ノズルでは棒つつき５を実施した時期
に対応する鋳片部位で、大量の鋳片内介在物が生じてい
るのに対して、本発明ノズルでは、大幅に鋳片内介在物
が減少する事が確認された。

【００３７】更に、本発明ノズルを使用して連連鋳を溶
鋼量５２００ＴＯＮ　まで増加させた場合でも、浸漬ノ
ズル内での付着物生成は皆無であり、従来ノズルでは、
ノズル詰りによる溶鋼供給不足によって、最大１４００
ＴＯＮ　しか連連鋳が出来なかった極低炭系の鋳造鋼種
において、その鋳造生産性を大幅に改善する事が可能と
なった。

【００３８】本実施例ではスラブを鋳造する場合につい
てのみ説明したが、本発明ノズルはスラブに限らず、ブ
ルーム、ビレットを鋳造する際にも使用する事ができる
。

【００３９】また、上記実施例では、主に極低炭素鋼の
鋳造の場合について説明したが、極低炭素鋼以外の、ア
ルミキルド鋼、アルミシリコンキルド鋼など、溶鋼中に
微小介在物を包含する鋼種はいうにおよばず、鋼以外の
、例えばアルミニウム、銅等の連続鋳造法にも適用可能
である。

【００４０】なお、上述した浸漬ノズルの場合に限らず
、鍋からのタンディッシュへの溶湯供給ノズル等、溶湯
が通過する際に逆流渦が生じてノズル詰りが生じる可能
性のある各種ノズルに適用することが可能である。

【００４１】

【表１】（ｗｔ％）

【００４２】

【表２】

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の溶湯供給
ノズルによれば、溶湯供給ノズル内で生じる逆流渦を、
溶鋼流路の形状を吐出孔上部を除く流路の径を拡大し、
吐出孔の上部側にのみ凸状曲面部を形成することにより
整流化し、ノズル内溶鋼流路の壁面上での付着物の生成
付着を防止する事が可能となる。

【００４４】このため、従来ノズル詰りにより制限され
ていた連連鋳比率の上限を解消し、連鋳工程の生産性を
大幅に改善する事が可能となるとともに、従来、棒つつ
き等の異常操業によって大量に発生していた鋳片介在物
をも、大幅に低減することが可能となる等優れた効果が
認められた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の溶湯供給ノズル例である浸漬ノズルを
示す縦断面図であり、浸漬ノズル内溶湯流動が整流化さ
れる様子を示す図である。

【図２】鋳造後の浸漬ノズル内付着物の生成状況を、本
発明例と従来例で比較した縦断図である。

【図３】従来の溶湯供給ノズル例である浸漬ノズルを示
す縦断面図であり、浸漬ノズル吐出孔上部で逆流渦が生
じる事を示す図である。

【図４】鋳造後の浸漬ノズル内付着物の生成状況を、本
発明例と従来例で比較した縦断面図である。

【図５】鋳片内に含有される大型介在物の個数を、本発
明ノズルと従来ノズルで比較した図である。

【符号の説明】

１　　溶湯（溶鋼） ２　　浸漬ノズル ２ａ　　浸漬ノズル吐出孔 ２ｂ　　浸漬ノズル吐出孔 ３　　逆流渦 ４　　浸漬ノズル内付着物

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　下端の両側又は一側に吐出孔を設けた
   溶湯供給ノズルにおいて、該ノズル内下降流路の前記吐
   出孔近傍を凸状曲面に形成し、この上流側の内径を凸状
   曲面部の最小流路径より大きく形成拡張してなる溶湯供
   給ノズル。