JPH05104215A - タンデイツシユの上ノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ノズル本体上部側のポーラス質耐火物面より
均一なガス吐出のできるタンディッシュの上ノズルを提
供しようとするものである。 【構成】 ノズル本体は、仕切り鉄皮2bで上下に区分け
されている。その区分けされた本体の上部側を、ポーラ
ス質耐火物1aと緻密質耐火物3a、3bとで積層させて、ガ
ス吐出面積を縮小させる。そして、前記ポーラス質耐火
物1aとしては、球状粒子と破砕粒子との混合物を用い
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、タンディッシュ底部
に装着されるタンディッシュスライディングノズルの上
ノズルに関する。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造において、溶湯をタンディッシ
ュからモールドに注入する際に、従来から図６に示すよ
うなスライディングノズル装置が用いられている。図示
のように、この装置は、タンディッシュの底部に、上ノ
ズルが装着された固定盤７を設け、この固定盤７の下面
を、コレクターノズル８および浸漬ノズル９が接続され
た摺動盤10をスライドさせてモールドへの溶鋼量をコン
トロールするようになっている。

【０００３】ところで、このような装置では、Al₂O₃な
どの介在物の析出によるノズル閉塞防止対策として、従
来から上ノズルによるガスバブリングが広く実施されて
いる。そして、このノズル閉塞の防止を有効に行うため
には、導入するガスを有効に溶鋼流中に吹き分ける必要
があり、そこで近年、上ノズルは図６に示されるよう
な、その本体が鉄皮2bで上下に区分けされ、その区分け
された上部側と下部側との双方のポーラス質耐火物1a、
1bにそれぞれ別個にガス導入管４が連結される、いわゆ
る２段式上ノズルが汎用されてきている。これによれ
ば、スライディングプレートの絞り部により近い部位か
らガス吹き込みができるとともに、モールド内溶鋼流の
状況に応じて、ガス吹き込み量を上下で独立に調整で
き、ガスバブリングが極めて有効に行えるものとなる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
のいわゆる２段式上ノズルは、確かにガス吹き込み量の
調整をうまく行えるものであるが、本体上部側のガス吹
き込みに着目すると、ポーラス質耐火物面より均一なガ
ス吐出が行われず、その結果Al₂O₂などの介在物を除去
することができず、やはりノズル閉塞防止が有効に図れ
ないものとなっていた。

【０００５】本発明は、以上のような従来技術の問題点
に鑑み創案されたもので、特にノズル本体上部側のポー
ラス質耐火物面より均一なガス吐出のできるタンディッ
シュの上ノズルを提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】いわゆる２段式上ノズル
において、上述のように、本体上部側のガス吹き込みが
均一に行われないのは、使用後の上ノズルのAl₂O₃の付
着状況を示した図７より、次のように推定される（図
中、格子状部分がAl₂O₃付着を示す）。 ガスプールの設置場所に近い部分より、優先してガス
が流れるために、ガスプールから遠いポーラス質耐火物
表面からAl₂O₃付着が進行する。 ポーラス質耐火物の気孔率が不均一であるために、気
孔のより大きな部分から優先してガスが流れてしまう。

【０００７】本発明者らは、このような認識を基に、ノ
ズル本体上部側の構造および材質の両面から種々検討を
行った結果、特にポーラス質耐火物の構造および材質を
改良して本発明を完成させるに至ったものである。すな
わち、本発明に係るタンディッシュの上ノズルは、本体
外周部が鉄皮で包囲され、かつその内部が仕切り鉄皮で
上下に区分けされるとともに、区分けされた本体の上部
側と下部側との双方のポーラス質耐火物に、それぞれ別
個にガス供給系が連結される、タンディッシュの上ノズ
ルにおいて、区分けされた本体の上部側を、ポーラス質
耐火物と緻密質耐火物とで積層させて、ガス吐出面積を
縮小せしめるとともに、前記ポーラス質耐火物として、
球状粒子と破砕粒子との混合物を用いたことを特徴とす
るものである。

【０００８】

【作用】本発明の上ノズルでは、まず本体上部側を、ま
ずポーラス質耐火物と緻密質耐火物とで積層させて、ガ
ス吐出面積を縮小せしめている。このため、ガスプール
からガスを吐出するポーラス質耐火物表面までの距離の
差が緩和され、構造的に均一でかつ効率の良いガス吐出
が可能となる。

【０００９】また、本発明では、前記ポーラス質耐火物
として球状粒子と破砕粒子との混合物を用いる。このた
め、ガス吐出口となるポーラス質耐火物のポーラス気孔
径の分布が均一となり、ガス吐出面の位置にかかわらず
均一なガス吐出が可能となる。この点について詳述する
と、従来の上ノズルでは、ポーラス質耐火物として破砕
粒子のみからなるものを用いられていたのであるが、破
砕粒子はそれ自体様々な形状を有し、またその配列がラ
ンダムとなるため、そこに形成される気孔の大きさも様
々となり、それ故気孔径の分布が広くなって、それが均
一なガス吐出を妨げた一因になっていたと思われる。

【００１０】これに対し、本発明のように球状粒子と破
砕粒子とを混合させた場合、定形的な球状粒子により、
破砕粒子のみの場合と比較して粒子配列のランダム性が
大幅に減少されることになり、このため形成されるポー
ラス気孔径の分布もより均一化されることになる。本発
明者らは、この点について確認のため、形成されるポー
ラスの気孔容積割合の測定試験を行った結果、やはり上
記と同様の結果が得られた。すなわち、破砕粒子のみに
より形成されるポーラスの気孔容積割合の測定結果を図
５(a)に、球状粒子と破砕粒子との混合物により形成さ
れるポーラスの気孔容積割合の測定結果を図５(b)にそ
れぞれ示すが、両図より球状粒子と破砕粒子との混合物
の方がより均一な気孔分布となっていることがわかる。

【００１１】従って、本発明では、上述のようにガス吐
出面となるポーラス質耐火物層が縮少されていることに
加え、そのポーラス質耐火物のポーラス気孔がより均一
化されているため、その相乗作用によってより均一でか
つ有効なガス吐出が行える。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の具体的実施例につき説明す
る。

【００１３】図１は本発明に係るタンディッシュの上ノ
ズルの一実施例を示しており、図示のように本実施例は
本体外周部が外周鉄皮2aで包囲される。また、その内部
が仕切り鉄皮2bで上下に区分けされるとともに、区分け
された本体の上部側と下部側との双方のポーラス質耐火
物1a、1bにそれぞれ別個にガス導入管4がガスプール5を
介して連結されており、いわゆる２段式上ノズルとなっ
ている。

【００１４】本実施例では、ノズル本体上部側は上方か
ら第１層が緻密質耐火物3a、第２層がポーラス質耐火物
1a、第３層が緻密質耐火物3bよりなる積層構造となって
おり、ポーラス質耐火物1aが上下緻密質耐火物3で挟ま
れることによりガス吐出面積が減少されている。

【００１５】第２層目のポーラス質耐火物1aは、本実施
例ではノズル本体略中央部に配置される。これはポーラ
ス質耐火物1aが上方に偏り過ぎると吹込まれたガスの一
部が溶鋼流中に噴出せず、介在物除去やノズル閉塞防止
に有効に作用しない一方で、下方に偏ると第３層の緻密
質耐火物3bの強度不足による割れが発生し、ガスリーク
に継がるためである。また、該ポーラス質耐火物1aは球
状粒子と破砕粒子との混合物を用いている。特に本実施
例ではAl₂O₃の球状粒子とジルコニアームライトの破砕
粒子との混合物を用いているが、これはこれらの混合物
より形成されるポーラスが耐スポール性の向上および均
一な気孔径分布が得られる特性を有するためである。ま
た、ポーラス質耐火物1aの平均気孔径は、それが小さい
ほど、浸漬ノズル内における洗浄効果が促進されるため
平均気孔径10〜15μm程度を形成の目標とするのが好ま
しい。なお、ポーラス耐火物1aの範囲は上ノズル下端の
66mm上方より100mmが望ましい。

【００１６】ノズル本体下部側は、前記ポーラス質耐火
物1bと外周鉄皮2aとの間に耐火性キャスタブル6が鋳込
成形でもって、介装されており、ガスが上ノズル外へリ
ークするのを未然に防止している。加えて、本実施例で
は前記仕切り鉄皮2bの端部を、第３層の緻密質耐火物3b
に形成された凹溝30に埋設させており、実使用時の熱履
歴によるガスの上ノズル外へのリークは完全に防止でき
るものとなっている。

【００１７】なお、本体下部側のポーラス質耐火物1bは
前記1aのポーラス質耐火物と全く同一材質となってい
る。

【００１８】次に、以上の構成よりなる本実施例の試験
例を説明する。

【００１９】図１に示す構成の上ノズルを用い、下記条
件の下、タンディッシュに装着し、連続鋳造操業を行
い、鋳造時間とガス背圧との関係、鋳造時間と浸漬ノズ
ルAl₂O₃付着量との関係、ノズル閉塞発生頻度について
の調査を行った。また、比較のため図６に示すような従
来例をも用いて、本実施例と全く同一条件の下、調査を
行った。

【００２０】タンディッシュ：連続鋳造用 容量80ｔ 鋼片 ：巾 1300〜950mm 厚み 220mm 鋳造速度 2.0〜2.6m／分

【００２１】なお、本試験例および従来例をそれぞれ構
成するポーラス質耐火物および緻密質耐火物の成分と物
性を表１に示す。また、本試験例の上ノズルの寸法は、
ノズル最大外径(Ｄ)：190mm、溶鋼流通孔高さ(Ｈ)：266
mm、溶鋼流通孔内径：70mmであり、第２層のポーラス質
耐火物層は上ノズル下端の66mm上方より100mmの範囲、
このポーラス質耐火物層の背面に形成されるガスプール
空間は4mm、上ノズル下部については、ポーラス耐火物
は下端の5mm上方より28mmの高さを有し、厚みは20mmで
あった。

【００２２】

【表１】

【００２３】図２は鋳造時間とArガス背圧との関係を示
すグラフ、図３は鋳造時間と浸漬ノズルAl₂O₃付着量と
の関係を示すグラフ、図４はノズル閉塞発生頻度を示す
グラフである。

【００２４】図２から判るように、本実施例は従来例に
比べて、ガス背圧が高く、ばらつきも少なく、鋳造時間
の経過に伴う低下がほとんど認められない。

【００２５】また、図３から判るように、本実施例は従
来例に比べてAl₂O₃の付着量が平均して低減している。

【００２６】これらの結果は、本実施例の上記構成によ
り、ガス吐出面積を減少させるとともに、球状粒子と破
砕粒子の混合物による均一な気孔径分布の得られるポー
ラスレンガ材質の適用により、浸漬ノズル内におけるAr
気泡による洗浄力が向上したためと考えられる。

【００２７】さらに図４から判るように、ノズル閉塞の
発生頻度は従来例と比べて大幅に低減し、本実施例によ
れば連々鋳指数の向上および操業の安定化が可能となる
のが明らかである。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るタン
ディッシュの上ノズルによれば、ノズル本体上部側のポ
ーラス質耐火物面より均一なガス吐出が可能となり、こ
のためノズル孔にAl₂O₃などの介在物を有効に除去でき
ることになって、ノズル閉塞の発生も有効に防げるもの
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るタンディッシュの上ノズルの一実
施例を示す断面図であり、(a)はその全体図、(b)は(a)
中Ａ部の拡大図である。

【図２】本発明の試験例の結果を示す図であり、鋳造時
間とガス背圧との関係を示すグラフである。

【図３】本発明の試験例の結果を示す図であり、鋳造時
間と浸漬ノズルAl₂O₃付着量との関係を示すグラフであ
る。

【図４】本発明の試験例の結果を示す図であり、ノズル
閉塞発生頻度を示すグラフである。

【図５】ポーラス質耐火物の材質を確認するための試験
結果を示すグラフであり、(a)は破砕粒子のみから形成
した場合の気孔容積割合を、(b)球状粒子と破砕粒子と
の混合物から形成した場合の気孔容積割合を示すグラフ
である。

【図６】従来のタンディッシュ上ノズルの構造を示す断
面図である。

【図７】従来のタンディッシュ上ノズルにおけるAl₂O₃
付着の状況を示す説明図である。

【符号の説明】

１ ポーラス質耐火物 ２ 鉄皮 ３ 緻密質耐火物 ４ ガス導入管

フロントページの続き (72)発明者 水岡 誠史 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 高岡 隆司 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 吉田 毅 東京都千代田区丸の内一丁目８番２号 東 京窯業株式会社内 (72)発明者 八反田 浩勝 東京都千代田区丸の内一丁目８番２号 東 京窯業株式会社内 (72)発明者 小池 康太 東京都千代田区丸の内一丁目８番２号 東 京窯業株式会社内 (72)発明者 小松代 良紀 東京都千代田区丸の内一丁目８番２号 東 京窯業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体外周部が鉄皮で包囲され、かつその
   内部が仕切り鉄皮で上下に区分けされるとともに、区分
   けされた本体の上部側と下部側との双方のポーラス質耐
   火物に、それぞれ別個にガス供給系が連結される、タン
   ディッシュの上ノズルにおいて、区分けされた本体の上
   部側を、ポーラス質耐火物と緻密質耐火物とで積層させ
   て、ガス吐出面積を縮小せしめるとともに、前記ポーラ
   ス質耐火物として、球状粒子と破砕粒子との混合物を用
   いたことを特徴とするタンディッシュの上ノズル。