JPH04251642A - 連続鋳造における溶融金属中の介在物除去方法および装置 - 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、連続鋳造によって鋳込
まれる溶融金属、中でも溶鋼中の介在物の除去に好適な
連続鋳造における溶融金属中の介在物除去方法および装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、溶鋼の連続鋳造において一般に行
われている方法は図４に示すように取鍋１内の溶鋼２は
耐火物１２でライニングされたタンディッシュと呼ばれ
る一種のバッファ兼分配容器３に移された後、たとえば
その底部に配設された左右２個のノズル１３にスライデ
ィングノズル９を介して接続された浸漬ノズル４を通っ
てモールド５内に給湯され、凝固とともにモールド５の
下方に引き抜かれる。ここでタンディッシュ３は溶鋼２
中の介在物６を浮上させる役割を合わせもっているが、
その効果は十分でなく、鋼材に要求される品質を確保す
るためにはさらに各種の介在物除去手段を講じなければ
ならないのが実情である。

【０００３】この介在物除去手段の一つとして、図５に
示すようにタンディッシュ３内にフィルタ７ａを設置す
る方法（たとえば特開昭５６−４７５０９号および特開
昭５９−２１４５５号公報）が提示されている。これら
のフィルタ７ａはタンディッシュ３内に設けられた堰１
４の溶鋼通過孔に設置されており、溶鋼２が必ずこのフ
ィルタ７ａを通過した後モールド５に注入されるように
してある。

【０００４】フィルタ７ａの材質は耐火物、中でもいわ
ゆるセラミックス製のものが主であるが、その構造はＡ
；三次元骨格をもつフォームタイプ、Ｂ；直通細孔をも
つハニカムタイプ、Ｃ；ひも状または多孔状薄板を積層
したタイプ、Ｄ；粒状または短管状のものを充填したタ
イプ等、種々のものが提示されている。その特徴は、フ
ォームタイプＡでは空隙率が大きく、フィルタ内部の表
面積、吸着物の保持容積を大きくとれる反面、骨格が細
く、強度、耐食性が劣る欠点がある。ハニカムタイプＢ
ではフィルタ内の流れが直線的で介在物の合体は期待し
にくく、吸着は流路入口付近に限られる。積層方式Ｃで
は材質、積層間隔の調整が容易な反面空隙率が小さい。 充填タイプＤでは充填物の形状、寸法、量を適切に選択
することでフィルタ内の流れを乱したり、表面積、吸着
容積を大きくすることが可能であり、簡単な割に大きな
吸着効率が得られる。

【０００５】このようにフィルタの構造ごとに特徴があ
るが、総括すると、細孔通過によるスクリーン機能より
物理的な付着、集積機能の効果が大きい。言い換えると
、フィルタ構造が複雑で流れが乱れやすいものほど介在
物の除去率は大きく、またフィルタ内の流れに淀み部が
あると合体により集積捕捉されやすく、吸着容量も大き
くなる。

【０００６】しかしながら、このようなフィルタ方式に
すると次のような問題がある。 （１）タンディッシュ堰耐火物の中にフィルタを埋め込
んでいるため、フィルタの交換が容易に行えない。 （２）そのためフィルタには長寿命を要求されるが、吸
着物が増えるに従いその効果や溶鋼の通過性が悪くなる
点は避けられず、結局タンディッシュの補修寿命が短く
なる。

【０００７】（３）また、タンディッシュ寿命期間中フ
ィルタの吸着性能をコントロールすることは全く不可能
であり、鋼種ごとに異なる清浄度に対応できない。 （４）フィルタ部での圧損によりタンディッシュ堰前後
で湯面レベル差が生じ、取鍋交換時の貯鋼バッファとし
て利用できる容積が減少する。等である。

【０００８】一方、上記の諸問題点を改善するために、
フィルタをタンディッシュの貯鋼部外の交換可能な場所
に設置する方法も提示されている。特開昭５８−１７６
０６５号および特開昭６１−８７８２９号公報には、図
５においてタンディッシュまたはスライディングノズル
９と浸漬ノズル４の間に直通細孔を有する耐火物製のフ
ィルタ７ｂを設けて適宜交換できるようにした方法が示
されており、また特開昭６０−１９９５５５号公報には
取鍋１からタンディッシュ３に注湯するロングノズル４
′の先端に穴径１ｍｍφ以上の多孔質耐火物からなるフ
ィルタ７ｃを取り付ける方法が示されている。しかるに
、これらにおいても問題がないわけではない。

【０００９】すなわちタンディッシュ３と浸漬ノズル４
の間に直通細孔構造のフィルタ７ｂをつけた例では、前
述したように吸着効率が悪く、また吸着が入口付近に限
られるので吸着容量が小さく短時間で詰まってしまうた
めに頻繁に交換せざるを得ない。さらにフィルタ細孔部
を通過する溶鋼が冷やされて凝固閉塞するのを防ぐため
には、浸漬ノズル同様フィルタ７ｂを予熱しておく必要
があるが、フィルタ交換装置に取り付けられたものを予
熱保温することは困難である。またロングノズル４′の
先端に多孔質耐火物から成るフィルタ７ｃを設けるもの
においても、同様に吸着効率の悪さ、寿命の短さは否め
ない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】かかる点を鑑み、本発
明が解決しようとする技術は、フィルタ交換が容易で、
タンディッシュの機能を損なわない介在物の除去方法な
らびに装置を提供することおよびフィルタの製作が容易
で、高い吸着能と吸着容量が得られ、かつ予熱が簡単に
行えるフィルタ構造を提供することを目的とするもので
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の骨子とするとこ
ろは、下記の通りである。１．溶融金属をたたえた容器
より、モールド内に浸漬ノズルを介して注湯する連続鋳
造法において、前記浸漬ノズル内に充填した耐火物製吸
着材にて介在物を吸着除去することを特徴とする連続鋳
造における溶融金属中の介在物の除去方法。

【００１２】２．溶融金属をたたえた容器より、モール
ド内に浸漬したノズルを介して注湯する連続鋳造装置に
おいて、前記浸漬ノズル内に耐火物製吸着材の小片を多
数充填して非直線状の流路と空隙部から成るフィルタを
形成したことを特徴とする連続鋳造における溶融金属中
の介在物の除去装置。３．前記介在物除去装置では浸漬
ノズル内に有孔押え板を上下に配設し、該押え板間に耐
火物製吸着材を充填してフィルタを形成するのが好まし
く、また耐火物製吸着材の形状は円筒状、鞍状または多
孔殻状とすることができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１に基づいて説
明する。図１中、４は図４と同様にモールド５内に浸漬
される浸漬ノズルであるが、内部には耐火物製吸着材と
なる円筒パイプ（ラシヒリング）状のセラミック（耐火
物）チップ８を多数充填してあり、溶鋼中で浮き上がら
ないよう多孔板１０で上から押えてあると共に、吐出口
１１に入らないよう下から押えている。このために、浸
漬ノズル４内の溶鋼通過部の流れは複雑に乱れており、
またセラミックチップ８内やチップ８どうしの空隙部に
淀み部が形成される。このため浸漬ノズル４内には非直
線状の流路が形成され、淀み部における溶鋼流の淀み作
用により介在物がセラミックチップ８に効率よく吸着除
去される。これらの点は前述した通り、介在物の吸着、
凝集捕捉に極めて適している。また強度も高く、形状・
精度を要しないこと、チップ単体寸法の変更、フィルタ
部の断面寸法、厚みを自由に変えられること、また材質
選択も比較的自由で製作しやすい利点がある。

【００１４】従来問題であったフィルタ、すなわち耐火
物製吸着材となるセラミックチップ８の交換については
、通常、浸漬ノズル４がタンディッシュ３とは分離して
交換可能であるため、従来の交換作業および交換用機器
を利用して容易に行うことができる。また、セラミック
チップ８を充填したフィルタ部での圧損はタンディッシ
ュ３とモールド５の浴面間には本来大きな落差があり、
通常の操業ではこの落差に相当する圧力ヘッドをタンデ
ィッシュ３下のスライディングノズル９で殺して流量制
御しているので、この圧力ヘッドを利用すればフィルタ
部での圧損に勝って溶鋼を流すことができる。従って、
タンディッシュの容積を鍋交換時の貯鋼バッファとして
十分機能させることができる。

【００１５】なお、セラミックチップの形状については
円筒状に限定するものではなく、充填することにより複
雑な乱流場と介在物の凝集スペースを形成するものであ
ればよい。たとえば図２に示すように、化学工業におい
て充填塔反応容器等で用いられる鞍状のベルルサドル、
インタロックスサドル｛図２の（ａ）｝やテラレット｛
同図２の（ｂ）｝、レッシングリング｛同図２の（ｃ）
｝、あるいは多孔殻状のものを充填してもよい。

【００１６】耐火物の材質としては、１５００℃もある
溶鋼中に長時間浸されても溶損、変質したり、それ自身
が溶鋼の清浄度を悪化させる原因となるものであっては
ならない。すなわち、溶鋼中に液相として存在する低融
点酸化物、たとえばＦｅ−酸化物、Ｍｎ−酸化物、Ｖ−
酸化物と反応して低融点反応生成物となるような材質は
吸着能力が劣り、付着しても溶鋼流により流出しやすい
ので好ましくない。また酸性耐火物の場合、次式により
鋼中Ａｌと耐火物の主成分であるＳｉＯ２が反応し　Ａ
ｌ２Ｏ３を生成する。

【００１７】４Ａｌ＋３ＳｉＯ２→２Ａｌ２Ｏ３　＋３
Ｓｉ従って、高　Ａｌ２Ｏ３、　ＣａＯ系、　ＭｇＯ系
、　Ａｌ２Ｏ３−カーボン系等の中性あるいは塩基性耐
火物とする必要がある。本発明の方法および装置によれ
ば、フィルタ厚を浸漬ノズルの全長にわたって確保する
ことが可能であり、またその全体を吸着容積として利用
できるので、タンディッシュと浸漬ノズルの間にフィル
タを挟む方式に比べ吸着効率と吸着容量の両方で有利と
なる。一方、予熱に際してはこれらセラミックチップ８
等のフィルタ材の温度を　３００〜５００　℃以上にし
ておく必要があるが、従来よりイマージョンノズル４は
予熱後装着使用しているので、同ノズル４の予熱工程中
にフィルタ材も予熱されることになり、何ら特別な装置
を設けずに予熱を行うことができる。さらにフィルタ材
を設けていない従来の浸漬ノズルと並行して、鋼種ごと
に充填物の寸法、材質、形状、充填厚を変えた浸漬ノズ
ルを用意しておけば、要求された清浄度に応じて最も安
価なノズルを自由に使い分けできる利点もある。

【００１８】次に、本発明の方法ならびに装置を用いて
実際に溶鋼を鋳込んだ場合の介在物除去効果について説
明する。表１は本発明の浸漬ノズルの概略仕様、表２は
鋳造条件である。比較材は、本発明のフィルタ付ノズル
を装着したタンディッシュの他端に、従来のフィルタ無
しの浸漬ノズルを装着して鋳込んだ。

【００１９】 図３は鋳造後の凝固鋳片中の介在物数をフィルタ無しの
場合と比較したものであるが、本発明のフィルタ付浸漬
ノズルでは著しい介在物の減少が認められた。

【００２０】なお、以上の説明においては浸漬ノズルを
タンディッシュに接続する場合についてのみ説明したが
、同様に取鍋その他の容器から直接モールドに注ぐ場合
も考えられるので、この場合も本発明の浸漬ノズルを装
着すれば同様の作用を期待できる。また、取鍋からタン
ディッシュに注ぐロングノズルの代わりに用いてもタン
ディッシュ内溶鋼の清浄化、ひいては鋳片の品質改善効
果が期待できる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば溶
融金属中の介在物を簡単に交換できるフィルタにて効率
的に吸着除去できるから、高い清浄度をもつ鋼材品質が
得られる。また、フィルタを容器外に設けたので、各種
の容器に自由に装着することができ、利用範囲を広げる
ことができる。さらに、フィルタ単体が単純な形状であ
るので、製作が容易で製造コストを削減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す断面図である。

【図２】本発明の耐火物製吸着材の形状を示す斜視図で
ある。

【図３】介在物の寸法と介在物数との関係を本発明例と
従来例とを比較して示す棒グラフである。

【図４】従来例を示す断面図である。

【図５】他の従来例を示す断面図である。

【符号の説明】

１　　取鍋 ２　　溶鋼 ３　　タンディッシュ ４　　浸漬ノズル ５　　モールド ６　　介在物 ７　　フィルタ ８　　セラミックチップ ９　　スライディングノズル １０　　有孔押え板 １１　　吐出口 １２　　耐火物 １３　　ノズル １４　　堰

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　溶融金属をたたえた容器より、モール
   ド内に浸漬ノズルを介して注湯する連続鋳造法において
   、前記浸漬ノズル内に充填した耐火物製吸着材にて介在
   物を吸着除去することを特徴とする連続鋳造における溶
   融金属中の介在物の除去方法。
2. 【請求項２】　　溶融金属をたたえた容器より、モール
   ド内に浸漬ノズルを介して注湯する連続鋳造装置におい
   て、前記浸漬ノズル内に耐火物製吸着材の小片を多数充
   填して非直線状の流路と空隙部から成るフィルタを形成
   したことを特徴とする連続鋳造における溶融金属中の介
   在物の除去装置。
3. 【請求項３】　　浸漬ノズル内に有孔押え板を上下に配
   設し、該押え板間に耐火物製吸着材を充填してフィルタ
   を形成したことを特徴とする請求項２記載の連続鋳造に
   おける溶融金属中の介在物除去装置。
4. 【請求項４】　　耐火物製吸着材が円筒状、鞍状または
   多孔殻状の耐火物である請求項２記載の連続鋳造におけ
   る溶融金属中の介在物除去装置。