JPH04251660A - 溶鋼中介在物の除去方法及びその装置 - 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、連続鋳造設備における
タンディッシュ等、溶鋼容器の内部において、溶鋼中に
含まれる介在物を除去する方法、及びこの方法の実施に
用いる装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造設備の操業は、取鍋（レードル
）から供給される溶鋼をタンディッシュ内に一旦貯留し
て、該タンディッシュから上下に開口を有する筒形の鋳
型に量を調節しつつ注入し、該鋳型の水冷内壁と接触せ
しめて冷却して外側を凝固シェルにて被覆された鋳片を
得て、この鋳片を鋳型の下側開口部から連続的に引抜き
つつ更に冷却し、内側にまで凝固が進行した段階で所望
の長さに切断して、圧延等の後工程の素材となる製品鋳
片を得る手順にて行われる。そしてこの操業に際しては
、鋳型内の溶鋼に含まれる介在物が製品鋳片に混入して
品質の低下を招来する問題があり、このため、溶鋼中の
介在物を鋳型への注入前、即ち、取鍋からの流入口と鋳
型への流出口とを備えた溶鋼容器である前記タンディッ
シュの内部において可及的に除去することが重要な課題
となっている。

【０００３】液体金属中の介在物を除去する方法として
、「鉄と鋼，　第７１年（１９８５）第１６号，Ｐ．１
８５５」には、液体金属の流れ経路の中途にループ状の
通路を設け、この通路内を流れる液体金属に直流電流を
通電せしめる一方、通路の側壁と直交する方向、即ち液
体金属の流れと直交する方向に直流磁場を印加する方法
が示されている。この方法においては、液体金属中の絶
縁性を有する介在物粒子が前記通路の周壁に向かう力を
受け、周壁近傍に集中するため、この位置に捕捉装置を
設けることにより介在物の除去を有効に行い得る。とこ
ろがこの方法は、装置構成が複雑となる上、高温の溶融
金属に対しては不向きであり、更に、連続鋳造設備のタ
ンディッシュ等、一般的な溶鋼容器への適用は実質上不
可能である。

【０００４】またタンディッシュ内における溶鋼中介在
物の除去に用い得る方法として、タンディッシュの前記
流入口又は前記流出口に耐火物製の多孔質フィルタを配
し、溶鋼に含まれる介在物をこのフィルタに付着せしめ
て除去する方法がある。ところがこの方法においては、
多孔質フィルタに付着した介在物が溶鋼の流れに対する
抵抗となり、タンディッシュへの溶鋼の供給又は鋳型へ
の溶鋼の供給が阻害される問題があり、操業中に前記フ
ィルタの頻繁な交換を強いられ、操業能率の低下を招来
する不都合が生じ、実用的な方法ではない。

【０００５】そこで従来においては、図６に示す如く、
タンディッシュ１の内部の流入口２と流出口３，３との
間に各一対の堰板４，５を設け、流入口２から流出口３
，３に向かう溶鋼６の流れの中途にこれらの堰板４，５
の対向面間にて上昇流を生ぜしめ、溶鋼６中の介在物を
この上昇流の作用により強制的に浮上させて、該溶鋼６
の表面を覆うスラグに捕捉して除去する方法が広く実施
されている。なお一方の流出口３側に示す如く、タンデ
ィッシュ１の底部に開口するノズル８から堰板４，５間
にアルゴンガス等の不活性ガスを吹込み、堰板４，５間
での介在物の浮上を更に促進して、前記スラグへの介在
物の捕捉効果を上げる試みもなされている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】さて、前記堰板４，５
間の上昇流は平行平板間の流れであり、この種の流れに
おいては、図７に示す如く、壁面（この場合は堰板４，
５）間の中央部にて最大の速度を有し、壁面に近づくに
連れて速度が低下するような速度分布が生じることが一
般的に知られている。

【０００７】一方、例えば「ＣＡＭＰ−ＩＳＩＪ　　Ｖ
ｏｌ．３　（１９９０）−１１９２」に示されている如
く、平行平板間又は円管内における上昇流れ（ポアズイ
ユ流れ）中に流体よりも軽い粒子が存在する場合、この
粒子は壁面に向けて泳動することが知られている。従っ
て、堰板４，５間の上昇流中に存在する介在物粒子Ａは
、これらが一般的に溶鋼６よりも軽いことから、図７中
に矢符にて示す如く、上昇流による上向きの力（浮上力
）と共に堰板４又は５に向かう力が作用し、上昇に伴っ
て堰板４又は５の壁面に近づき、これらにもまた付着し
て除去される。

【０００８】即ち、堰板４，５間にて上昇流を生ぜしめ
る従来の方法においては、溶鋼６表面での介在物の捕捉
が十分になされず、また堰板４，５への付着による除去
効果も小さいという難点がある。従って、製品鋳片に対
する品質要求が厳しい連続鋳造設備においては、介在物
の自然浮上を期待してタンディッシュ１内部での溶鋼２
の貯留時間を増す必要が生じ、生産性の低下を招来する
要因となっている。

【０００９】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、溶鋼容器の内部に設けた堰板間に略一様な速度
分布を有する上昇流を生ぜしめ、堰板に近接した位置に
集中する介在物の浮上及び堰板への接近を促進し、満足
すべき介在物の除去効果が得られる溶鋼中介在物の除去
方法及びその実施に用いる装置を提供することを目的と
する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る溶鋼中介在
物の除去方法は、溶鋼容器内部の溶鋼の流入口と流出口
との間の流れ経路の中途に一対の堰板を設け、これらの
対向面間に生じる上昇流の作用により前記溶鋼中に含ま
れる介在物を溶鋼表面に浮上させて捕捉する溶鋼中介在
物の除去方法において、前記堰板の対向面と略直交する
方向の一様磁場を前記上昇流に付与することを特徴とし
、また本発明に係る溶鋼中介在物の除去装置は、前記堰
板を挾む位置に前記一様磁場を形成する一対の磁石が配
してあることを特徴とする。

【００１１】

【作用】本発明においては、一対の堰板の対向面間にて
生じる溶鋼の上昇流が導電性流体の流れであることから
、これらの対向面に略直交する方向に一様磁場を付与し
た場合、ハルトマン効果により、前記上昇流が磁場の付
与方向、即ち、堰板間にて略一様な速度分布を有するよ
うになり、この上昇流中にて堰板の近くに集中する介在
物が高い速度を有し、十分な浮上力が与えられると共に
、堰板への接近が促進されて、これらの介在物は、溶鋼
表面のスラグへの捕捉及び堰板への付着により確実に除
去される。

【００１２】

【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づい
て詳述する。図１は連続鋳造設備のタンディッシュにお
ける本発明に係る溶鋼中介在物の除去方法（以下本発明
方法という）の実施状態を示す模式図である。

【００１３】図中１は、長手方向中央に流入口２を備え
ると共に、長手方向両側の底面に夫々開口する一対の流
出口３，３、及びこれら夫々に接続された注湯ノズル　
３０，３０を備え、これらの注湯ノズル　３０，３０の
夫々から、図示しない各別の鋳型への注湯を行えるよう
にした２ノズル式のタンディッシュである。

【００１４】本発明方法は、タンディッシュ１内部の流
入口２と一対の流出口３，３との間に、従来と同様に各
一対の堰板４，５を設けると共に、これら全てを挾んだ
両側に一対の磁石７，７を配し、これらの磁石７，７に
より堰板４，５と直交する向きに一様な磁場を形成する
ようになした装置により実施される。堰板４，５は共に
、タンディッシュ１の全幅に亘って設けてあり、流入口
２側にてタンディッシュ１の上縁から下向きに延びる堰
板４は、これの下縁とタンディッシュ１の底面との間に
所定の間隙を有しており、また、タンディッシュ１の底
面から上向きに延びる流出口３側の堰板５は、これの上
縁が溶鋼６の表面から所定深さ埋没するようになしてあ
る。従って、流入口２からタンディッシュ１内に供給さ
れる溶鋼６は、まず堰板４の下側を通って堰板４，５間
に流入し、これらの対向面間にて上向きに流れ、更に堰
板５の上縁を超えてタンディッシュ１の長手方向に流れ
て各別の流出口３，３に達することになり、このとき前
記磁石７，７により形成される一様な磁場は、堰板４，
５間の溶鋼６の上昇流に対し、これらの堰板４，５の対
向面に直交する向きに付与される。

【００１５】さて、堰板４，５間における溶鋼６の上昇
流は平行平板間の流れであり、この流れは一般的に、前
記図７に示す如き速度分布を有する。ところが本発明方
法においては、堰板４，５の対向面に直交する向きの磁
場が前記上昇流に付与されており、またこの上昇流を形
成している溶鋼６は導電性流体であることから、例えば
、岩波全書１３６　「流れ学」の　２２７ページに示さ
れている公知のハルトマン効果により、堰板４，５の壁
面近傍での速度勾配が大きくなり、溶鋼６の上昇流は、
図２に示す如く、堰板４，５間にて略一様な速度分布を
有するようになる。

【００１６】一方このような上昇流中に存在する介在物
粒子Ａは、これが溶鋼６よりも一般的に軽いことから、
前述した如く堰板４又は５に向けて泳動し、上昇に伴っ
て堰板４，５の近くに集中する。ところが堰板４，５間
の上昇流は、磁石７，７にて形成される磁場の作用によ
り、前述の如く壁面近傍での速度勾配が大きくなり、介
在物粒子Ａが堰板４，５へ近づく速度が増し、これらの
介在物粒子Ａの堰板４，５への集中程度が高くなる。従
って溶鋼６中の介在物は、堰板４，５に衝突してこれら
に付着する。

【００１７】図３及び図４は本発明方法の他の実施例を
示す模式図である。この実施例においては、タンディッ
シュ１の平面図である図３に示す如く、流入口２の両側
に遮蔽板　１０，１０を配して流出口３，３に直接的に
向かう流れを遮蔽し、上昇流を生ぜしめるための堰板４
，５を、流入口２の幅方向両側にて前記遮蔽板　１０，
１０間に架設して、これらの対向面に略直交する磁場を
形成する磁石７，７をタンディッシュ１の外側に配した
構成となっている。この構成においては、タンディッシ
ュ１の横断面図である図４に示す如く、流入口２からタ
ンディッシュ１内に供給される溶鋼６は、まず、タンデ
ィッシュ１の幅方向に流れ、堰板４の下側を通って堰板
５との間に上昇流を形成し、該堰板５の上縁を越した後
、遮蔽板　１０，１０の下部に形成された通流孔　１１
，１１を経て遮蔽板　１０，１０の外側に流れ出し、流
出口３，３から図示しない鋳型に供給される。このとき
堰板４，５間の溶鋼６中の介在物粒子は、前述した如く
挙動して溶鋼６の表面でのスラグへの捕捉又は堰板４，
５への付着により除去される。

【００１８】最後に、以上の如く実施される本発明方法
の効果を確認するために行った操業試験について説明す
る。この試験は、長辺が５．４ｍ、短辺及び深さが０．
８ｍなるタンディッシュ１を用い、該タンディッシュ１
の流出孔３，３の夫々から、長辺１６００ｍｍ、短辺　
２７５ｍｍなる鋳型へ溶鋼６を注入して連続鋳造を実施
し、得られた製品鋳片におけるＡｌ２Ｏ３　クラスタの
個数を、図１に示す態様にて本発明方法を実施した場合
と、図６に示す従来法を実施した場合とにおいて夫々調
べ、両者を比較する手順にて行った。なお、堰板４，５
の厚さは共に０．３ｍであり、これらの溶鋼６中への埋
没高さはいずれも０．５ｍであって、流入口２から堰板
４までの離隔距離及び堰板４，５間の距離は、本発明方
法においては夫々０．２ｍ及び　０．０５ｍ、従来法に
おいては夫々０．７ｍ及び０．２ｍである。

【００１９】図５はこの試験の結果を示すグラフである
。この図の横軸は、本発明方法における磁石７，７にて
形成される一様磁場の磁極間中心における強度であり、
また縦軸は、本発明方法におけるＡｌ２　Ｏ３　クラス
タの検出個数を従来法における検出個数を基準値として
指数化したＡｌ２　Ｏ３　指数である。本図から、一様
磁場の磁場強度の増大に伴ってＡｌ２　Ｏ３　クラスタ
の検出個数が減少することが明らかであり、本発明方法
の実施によりタンディッシュ１内での溶鋼６中介在物の
除去が確実に行い得ることがわかった。

【００２０】なお以上の説明においては、単一の流入口
２と２つの流出口３，３を備えたタンディッシュ１への
適用例について説明したが、本発明方法は、連続鋳造設
備におけるタンディッシュ１内での溶鋼中介在物の除去
に限らず、あらゆる種類の溶鋼容器内における溶鋼中介
在物の除去に、流入口及び流出口の個数の如何に拘わら
ず適用可能であることは言うまでもない。

【００２１】

【発明の効果】以上詳述した如く本発明方法においては
、溶鋼容器内の一対の堰板の対向面間にて生じる溶鋼の
上昇流に、これらの対向面と略直交する磁場を付与する
ことにより、導電性流体である溶鋼の上昇流に、ハルト
マン効果による壁面側での大きい速度勾配が得られるか
ら、溶鋼流中にて堰板に向けて泳動する軽い介在物粒子
の堰板への接近が促進されて、堰板への介在物粒子の付
着がより確実に行われ、介在物の除去が良好になされる
と共に、前記磁場は、堰板を挾んで一対の磁石を配する
簡素な構成の装置により実現される等、本発明は優れた
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】連続鋳造設備のタンディッシュにおける本発明
方法の実施状態を示す模式図である。

【図２】本発明方法の実施時における堰板間の流れ状態
の説明図である。

【図３】本発明方法の他の実施例を示す模式図である。

【図４】図３に示す実施例での溶鋼の流れ状態を示す図
である。

【図５】本発明方法の効果を確認するために行った操業
試験の結果を示す図である。

【図６】従来の溶鋼中介在物の除去方法の実施状態を示
す模式図である。

【図７】従来法の実施時における堰板間の流れ状態の説
明図である。

【符号の説明】

１　　タンディッシュ ２　　流入口 ３　　流出口 ４　　堰板 ５　　堰板 ６　　溶鋼 ７　　磁石 Ａ　　介在物粒子

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　溶鋼容器内部の溶鋼の流入口と流出口
   との間の流れ経路の中途に一対の堰板を設け、これらの
   対向面間に生じる上昇流の作用により前記溶鋼中に含ま
   れる介在物を溶鋼表面に浮上させて捕捉する溶鋼中介在
   物の除去方法において、前記堰板の対向面と略直交する
   方向の一様磁場を前記上昇流に付与することを特徴とす
   る溶鋼中介在物の除去方法。
2. 【請求項２】　　請求項１記載の溶鋼中介在物の除去方
   法の実施に用いる装置であって、前記堰板を挾んで配設
   してあり前記一様磁場を形成する一対の磁石を具備する
   ことを特徴とする溶鋼中介在物の除去装置。