JPH04279258A - 連続鋳造用溶湯供給ノズル - 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、連続鋳造用溶湯供給ノ
ズルに関するものでありノズル内の溶湯中に懸濁してい
る介在物粒子が、ノズル流路内に堆積することを防止し
、連続鋳造工程の生産能力を向上させることを可能とす
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鋼供給ノズ
ルを通過する。この際に、溶鋼に懸濁している微少な介
在物粒子が、耐火物内壁上に堆積し、溶鋼流路が狭窄す
る、いわゆるノズル詰まりの現象が生じる。以下、溶鋼
供給ノズルの詰ま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。従来、ノズル詰まりの発生機構としては、特開昭５
７−２７９６７号公報に開示されているように、耐火物
と溶鋼の化学反応によって生じた網目状のアルミナ層が
起点となり、その上に微細な介在物粒子が多数合体した
介在物群を含む溶鋼が凝固して付着、堆積することが主
な原因であるとされており、ノズル閉塞を防止する一つ
の手段として、網目状アルミナ層の生成原因である耐火
物中のＳｉＯ２を低減させることが有効であることが提
案されている。しかし、網目状のアルミナ層の生成を有
効に防止した場合でも、鋳造時間が２００分以上の長時
間におよんだ場合は、耐火物の溶鋼による溶損が進み、
ノズル内の耐火物表面粗度が増加するために、これを起
点として、介在物粒子を主体とした付着物が堆積し、ノ
ズル詰まりが生じてしまうという課題がある。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
、アルゴンガスを浸漬ノズル内に吹き込むことを実施し
ている。しかし、浸漬ノズルにアルゴンガスを吹き込ん
だとしても、長時間鋳造を続けていると、アルゴンガス
の吹き出し孔が、上述した耐火物の溶損により拡大し、
ガスの気泡径が増加するため、洗い流しの効果が低減し
、付着物が同様に生成する。以上述べたように、従来の
方法では、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、安定な鋳造作業を継続させるものは見あた
らない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来技
術のごとく、溶湯供給ノズル内での付着物生成が生じる
ことなく連続鋳造の連連鋳比率の制限を解消し、生産性
を向上させることを課題とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明では、上記のよう
な課題を解決する連続鋳造用の溶湯供給ノズルでありそ
の特徴は溶湯供給ノズルの内部流路壁面上に、溶湯温度
より高い融点の金属の被覆層を１０〜１００μｍの厚さ
に形成したことを特徴とする連続鋳造用溶湯供給ノズル
にある。

【０００５】

【作用】以下、本発明の該溶湯供給ノズルの作用につい
て説明する。本発明者等は、溶湯供給ノズル、主に浸漬
ノズル内に生成堆積している付着物の詳細な調査、観察
を実施した。この観察結果の模式図を図２に示す。浸漬
ノズル１内の平均的な付着物３，４の厚さは２０ｍｍ程
度であり、その外観は、凝固した金属が主体となってい
る部分３と、煉瓦状の粉末が主体になっている部分４と
に分類することができる。次に、金属が主体となってい
る付着物３および煉瓦状の粉末が主体となっている付着
物４のそれぞれを、拡大して観察した結果について、図
３および図４にそれぞれ模式的に示す。金属が主体とな
った付着物３は、従来の観察結果と同様、網目状アルミ
ナ層５を起点として、その上に微小な介在物粒子６を多
数含有する凝固金属で構成されている。更に、この付着
物３を蓚酸に浸漬しつつ金属部分に通電して試料表面か
ら約０．２ｍｍの深さの金属を溶解し、介在物粒子６の
みを露出させて観察した結果、介在物粒子６は互いに接
合しており、全体としてスポンジ繊維状のネットワーク
を形成していることが確認された。この介在物粒子のネ
ットワークは、介在物粒子が主体となっている付着物３
中でも同様に観察された。次に、従来提案されている鋳
造中にノズル内を流下する溶鋼が、ノズル１からの放熱
により冷却され、凝固してノズル詰まりが生じる可能性
を検討するために実施したノズル１内の温度分布の計算
結果を図５に示す。本図から明らかなように、鋳型内の
溶鋼１０に浸漬している部分では、ノズル１内部の溶鋼
が凝固する温度条件とはなっておらず、液体金属９がノ
ズル耐火物１と接していることが判明した。

【０００６】本発明者等は、以上の調査、解析結果から
、ノズル付着物３，４は、従来提案されているようにノ
ズル内溶鋼の凝固によって生じるのではなく、溶鋼中の
介在物粒子６がスポンジ状のネットワークを形成し、こ
の中に液状態の溶鋼が捕捉されることが主原因となって
生成するとの新知見を見いだした。すなわち、従来提案
されている溶鋼と耐火物の反応生成物の発生を抑制する
というノズル閉塞防止原理では、網目状アルミナ層５の
生成を防止できたとしても、その後の介在物粒子ネット
ワークの生成防止はできず、その効果が十分とはならな
い。このため、ノズル内壁上に形成される介在物粒子６
のネットワーク生成を防止、抑制するという原理に基づ
いたノズル閉塞防止方法が必要であるとの結論に達し、
本発明を完成するに至った。すなわち、介在物粒子６の
ネットワークが形成され、ノズル内壁に付着するために
はその付着起点となる耐火物と介在物粒子の接着点が存
在することが必要となるが、あらかじめノズル内壁上に
Ｗ等溶鋼との反応性がない金属により皮膜を形成させた
場合、ノズル内壁が平滑化されるとともに、ノズル耐火
物の溶損、変質が防止され、溶鋼中の介在物粒子６がノ
ズル１内壁面上に付着せず、溶鋼流により流失させられ
る。　このため、介在物粒子６のネットワークの生成が
効果的に阻害されるため、ノズル内付着物の生成による
ノズル閉塞が効果的に防止される。　　なお、ノズル耐
火物の基材材質としてはアルミナグラファイト質あるい
はジルコニアライム質等、従来浸漬ノズルの材料として
使用されているものならどの様なものでも構わない。 また金属皮膜層の厚さは、鋳造条件によって変化するが
、２０μｍ程度で２００分以上の付着防止効果を持続す
ることが可能である。

【０００７】

【実施例】以下に本発明ノズルの実施例とそれを用いた
操業例と比較例について説明する。　図１に示したよう
なアルミナグラファイト質の浸漬ノズル１内溶鋼流路の
内壁上に、Ｗを主成分とした皮膜２をプラズマ溶射によ
って２０μｍの厚さで形成させたもの、および皮膜２を
形成させなかった通常の浸漬ノズルの両者を用いて、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３の成長状態を調査した。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。鋳造速度は、１．４ｍ／ｓで
鋳造中は一定、総鋳造溶鋼量は１４４０ｔｏｎ、総鋳造
時間は１５０分である。また、このとき鋳造した断面サ
イズは２４０ｍｍ（厚さ）×１８３０ｍｍ（幅）である
。図６には、鋳造後の本発明による場合と、従来法によ
る場合での浸漬ノズル内付着物３の生成状況を比較して
示した。従来法では浸漬ノズル１内壁面上に、１０〜２
０ｍｍの厚さで微小介在物粒子６を主体とした付着物３
が生成付着し、流路半径が著しく狭窄しており、４鍋目
で棒つつき（長尺の鉄棒等でタンディッシュ上方から浸
漬ノズル内部の付着物を機械的に除去する作業）を実施
している。　一方、本発明の浸漬ノズル１を使用した溶
鋼供給は、ノズル内の付着物３の生成は皆無であり、棒
つつき等の異常操業も実施されなかった。更に本発明方
法を使用して連連鋳を溶鋼量５３００ｔｏｎまで増加さ
せた場合でも、浸漬ノズル１内での付着物３生成は皆無
であり、従来法では、ノズル詰まりによる溶鋼供給不足
によって、最大１４４０ｔｏｎしか連連鋳ができなかっ
た極低炭系の鋼種において、その鋳造生産性を大幅に改
善することが可能となった。

【０００８】本実施例では金属皮膜の材料としてＷを使
用した例について説明したが、金属皮膜材料としては、
高温で溶鋼との反応性がないかあるいは非常に少ないも
の、例えばＭｏ等も使用可能である。また本実施例では
スラブを鋳造する場合についてのみ説明したが、本発明
法はスラブに限らずブルーム，ビレットを鋳造する際に
も使用することができる。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含有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、鋼等の連続鋳造法にも
適用可能である。なお、上述した浸漬ノズルの場合に限
らず、鍋からタンデイッシュへの溶湯供給ノズル等にも
、適用することが可能である。

【０００９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の溶湯供給
ノズルはノズル内で生じる介在物粒子のネットワークの
生成に起因するノズル詰まりを効果的に防止することが
可能となる。このため、従来ノズル詰まりにより制限さ
れていた連連鋳比率の上限を解消し、連鋳工程の生産性
を大幅に改善することが可能となった。

【００１０】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明法のノズル内の構造を示す、

【図２】従
来のノズルによるノズル内付着物の生成状態を示す、

【図３】金属主体の付着物の拡大図、

【図４】介在物粒子主体の付着物の拡大図、

【図５】ノ
ズル内の付着物の形状の計算結果、

【図６】本発明法に
よる場合と、従来法による場合の付着物生成状態を比較
して示したものである。

【符号の説明】

１　　浸漬ノズル ２　　金属皮膜 ３，４　　ノズル内の付着物 ５　　網目状アルミナ層 ６　　介在物粒子 ７　　付着物中に含有される粒状の金属８　　ノズル内
に凝固して付着した金属９　　液体金属 １０　　鋳型内の溶融金属を示している。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　溶湯供給ノズルの内部流路壁面上に、
   溶湯温度より高い融点の金属の被覆層を１０〜１００μ
   ｍの厚さに形成したことを特徴とする連続鋳造用溶湯供
   給ノズル