JPH04327345A - 溶融金属中の非金属介在物の除去装置 - 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、溶融金属中の非金属介
在物を分離除去する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】高級薄鋼板の製造技術のなかで、溶鋼段
階での非金属介在物除去は製品の不良率を大きく左右す
る技術である。近年の溶鋼清浄化技術の動向としては（
１）連続鋳造における取鍋とモールド間の中間容器（以
下タンディッシュという）の大型化タンディッシュ内で
の溶鋼滞留時間を延長することにより介在物の浮上率の
向上を期待するもの。 （２）タンディッシュ内に多段の堰を設ける堰により溶
鋼の通過経路を制御し、やはりタンディッシュ内での溶
鋼滞留時間を延長するもの。 （３）イマージョンノズル吐出孔形状の変更によるモー
ルド内の溶鋼流流動制御モールド内において、ノズル吐
出孔よりの溶鋼流により生ずるモールドパウダー巻き込
みを防止するもの。 などがあげられる。

【０００３】しかしながら、これらの方法では十分な品
質改善効果は得られず、とくに鍋交換と呼ばれる注入の
非定常時の品質は問題となるレベルであった。そこで、
その対策として、特開昭５８−２２３１７号、特開昭５
５−１０７７４３号に開示されるように溶鋼を水平回転
流とせしめ介在物を浮上させるという方法がある。これ
らの方法は、溶融金属と非金属介在物に水平回転による
遠心力を与え、その比重差により非金属介在物を旋回中
心に集め、衝突、吸着、凝集合体を促進することにより
分離するという技術である。本技術は、単に滞留時間を
延長したり、タンディッシュ内の溶鋼通過経路を制御す
るという方法に比べて介在物の分離効果を向上させるこ
とができ、また、同一分離能力を期待した場合、タンデ
ィッシュの大幅な小型化が可能であるという点で有効で
あると考えられる。

【０００４】しかしながら、本方法にも、以下のような
問題点がある。

【０００５】（１）溶鋼を水平回転させた場合には、溶
鋼の外周が遠心力によりパラボラ状に盛り上がり、その
盛り上がり高さは半径および回転数の二乗に比例するた
め、半径の増加は設備高さの大幅な増大を招くうえ、溶
鋼全てを水平回転させるためには、大きな電磁コイルが
必要であり、設備費も増大するため、現実的ではない。

【０００６】（２）回転半径を小さくすることは、設備
的には好ましい方向ではあるが、タンディッシュ容量を
あまり小さくすると、取鍋交換を実現するための溶鋼バ
ッファー機能が果たせなくなる。

【０００７】特に、特開昭５８−２２３１７号には、溶
鋼容器の下部の内径を上部の内径より小さくしたり、溶
鋼容器の下部の内径を上部の内径に比べて等しいか若し
くは小さくし、中間部の内径を下部の内径より小さくし
て下部の溶鋼のみを回転させる方法が提示されているが
、この方法においても回転部分の容量が大きく取れない
ために、回転部分での溶鋼滞留時間が短く、回転による
介在物分離効果が小さいことおよび回転部分の割に設備
の高さが高くなってしまうという欠点があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な問題点を解決するもので、溶融金属中の非金属介在物
の分離除去を効果的かつ経済的に実現するための溶融金
属中の非金属介在物の除去装置を提供することを目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】溶融金属を高い回転数で
水平回転させると、大きな撹拌エネルギーによって、非
金属介在物の遠心効果に加えて、非金属介在物の合体、
凝集がおこり、非金属介在物が粗大化される。この効果
によって、通常、浮上によって分離することのできなか
った小さい非金属介在物を大型化し、分離除去すること
が可能となる。

【００１０】しかしながら、高い回転数と取鍋交換時の
バッファー機能を考慮した場合、回転による溶鋼表面形
状の変化によって設備高さが高くなり、設備制約上既存
の設備への適用が困難となったり、建設費が高くなると
いう問題点があることがわかった。

【００１１】そこで、本発明では、取鍋からの注入流に
よってもたらされる非金属介在物あるいは溶融金属の温
度低下によって析出する脱酸生成物および溶融金属の空
気酸かや耐火物の溶損によってもたらされる大型の非金
属介在物の流出を防止するとともに、設備上の制約が少
なく、設備費の過剰な増大のない装置を開発した。

【００１２】すなわち、上記目的を達成するために本発
明によれば、溶融金属に水平回転流を与えることによっ
て、溶融金属中の非金属介在物を分離除去させる装置に
おいて、少なくとも溶融金属を受け入れてこれを水平回
転させる回転槽を有し、この回転槽の上部径を下部径よ
り小さくすることを特徴とする溶融金属中の非金属介在
物の除去装置が提供される

【００１３】以下に本発明をさらに詳細に説明する。

【００１４】一般に、流体１を容器２内で水平回転させ
ると遠心力によりその液面は、図３のようにパラボラ状
を呈する。その盛り上がり高さΔＨは、次式によって表
現される。 ΔＨ＝（ｒω）２　／２ｇ　　…………（１）ｒ　　：
回転槽半径（ｍ） ω　　：回転槽内水平回転速度（ｒａｄ／ｍｉｎ）ｇ　
　：重力加速度（ｍ／ｍｉｎ２　）

【００１５】また、
タンディッシュの溶鋼容量は、取鍋交換時のバッファー
機能や、水平回転による介在物分離除去効果より決定さ
れるべきものであるが、回転槽では前述の盛り上がりに
よって、溶鋼収容能力以上の高さが必要になる。

【００１６】そこで、本発明者らは、水平回転による溶
鋼盛り上がり高さを決定する溶鋼表面レベルでの回転半
径を小さくすると同時に、溶鋼収容能力確保の観点より
溶鋼下部レベルでの回転半径を大きくすることにより、
溶鋼静止レベルからタンディッシュ上端までの高さ（フ
リーボードと称す）を低減できることに着眼した。

【００１７】図１は本発明の一実施例を示す非金属介在
物除去装置（タンディッシュ）である。図に示すように
回転槽１２内壁の内径が下部より上部に小さくなるテー
パー形状としている。内径の設定はタンディッシュ鉄皮
１２ａの形状による方法と図１に示すように耐火物１２
ｂのみによる方法のいずれによっても達成しうることは
言うまでもない。

【００１８】また、図２は回転槽１２内壁の内径が下部
に比べて上部を小さくしたものである。この場合も鉄皮
１２ａまたは耐火物１２ｂによって所定の形状とするこ
とができる。

【００１９】図１または２の回転槽１２に取鍋（図示せ
ず）からノズル１３を経て溶鋼１１が注入され、注入さ
れた溶鋼１１は、好ましくは回転または移動磁界装置（
図示せず）により水平回転流が与えられる。これにより
溶鋼中の非金属介在物あるいはタンディッシュの耐火物
１２ｂの溶損等による非金属介在物を回転槽１２のパラ
ボラ状渦流上に分離浮上させることができる。

【００２０】このようにして清浄化された溶鋼は流出ノ
ズル１４を経てモールド１５に注入され、鋳造品１６と
なる。

【００２１】

【作用】本発明によれば、溶融金属に水平回転流を与え
ることによって、溶融金属中の非金属介在物を分離除去
させる装置において、溶融金属を受け入れてこれを水平
回転させる回転槽の上部内径を下部内径より小さくする
ことによって、同一装置容量で同一回転数での水平回転
流による溶融金属の盛り上がり高さを小さくでき、溶融
金属のオーバーフローを防止するための容器高さを低く
することができる。また、溶融金属表面の流速が小さく
、盛り上がり高さが小さいことにより、溶融金属表面に
浮上した非金属介在物の巻き込みをも小さくできるので
、より一層、介在物の分離効果が促進される。

【００２２】さらに、下部においては回転半径を大きく
することができるために、回転槽での溶融金属収容量を
確保することができるので、図１、２に示すような流通
系においても、溶融金属の回転部分での平均滞留時間を
確保でき、非金属介在物の分離効果が大きい。

【００２３】これにより、非金属介在物を極力除去した
高清浄度の溶融金属を経済的に製造しうることが可能と
なった。

【００２４】

【実施例】以下に本発明を実施例に基づき具体的に説明
する。 （実施例１）図２に示す装置を用い、溶鋼を同一回転槽
１２へ１０チャージ連続注入した。各条件は下記のとお
りとした。 回転槽下部内径（ｍｍ）　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　１２００回転槽上部内径（ｍｍ）　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　８００回転槽へ
の溶鋼注入速度（ｔ／ｍｉｎ）　　　　　　　　　　　
　１．５ 回転槽容量（ｔ）　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　７．０ 回転槽高さ（ｍｍ）　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　１３００溶鋼の回転速度（ｒ．ｐ．ｍ
．）　　　　　　　　　　　　　　　　６０比較のため
に、同一装置容量となるよう内径１２００ｍｍ、高さ１
３００ｍｍの円筒タンディッシュを用いたほかは実施例
と同様にして鋳造品を製造しようとしたが、溶鋼の回転
速度を５０ｒ．ｐ．ｍ．以上にできないため、製品中の
介在物量は実施例での製品中の介在物量の１．２倍とな
り、効果が少なかった。

【００２５】

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、鋼板等の製品欠陥の原因となる非金属介在物
を効果的に除去するための装置を設備の過大な増大をな
くして製作することができ、さらにその装置を用いるこ
とによって、取鍋交換等の非定常時にも安定した非金属
介在物除去の効果を得ることができるので、製品欠陥率
が低減し、大幅な歩留り向上が可能となった。

【００２６】また、その結果、大きな設備投資無しに、
低コストで高清浄鋼を製造することができるようになっ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す非金属介在物除去装置
の模式図である。

【図２】本発明の他の実施例を示す非金属介在物除去装
置の模式図である。

【図３】流体を容器内で水平回転させた場合の液面形状
の模式図である。

【符号の説明】

１　　流体 ２　　容器 １１　　溶鋼 １２　　回転槽 １２ａ　　鉄皮 １２ｂ　　耐火物 １３　　取鍋ノズル １４　　流出ノズル １５　　モールド １６　　鋳造品

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　溶融金属に水平回転流を与えることに
   よって、溶融金属中の非金属介在物を分離除去させる装
   置において、少なくとも溶融金属を受け入れてこれを水
   平回転させる回転槽を有し、この回転槽の上部内径を下
   部内径より小さくすることを特徴とする溶融金属中の非
   金属介在物の除去装置。