JPH0531556A - 連続鋳造用ノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 連続鋳造用ノズルを使用する際に組合せて一
体として使用する取鍋用下部コレクターノズルなどの他
の機能部材との気密嵌合組立での嵌合部の構造の改造を
提供。 【構成】 上部に位置するノズルとの上端部での気密嵌
合部が、下側の嵌合テーパ面と上側の球面により構成さ
れ、下側の嵌合テーパ面が上部に位置するノズルの下端
の嵌合面との間での有効嵌合率が６５％を満たす気密嵌
合面３であって、上側球面を気密嵌合補助球面１１と成
し、かつ嵌合する上部ノズルの外径より２０〜８５ミリ
メートルの範囲でその径が大きくしてあるシール用ガス
逃し口１０を有したフープ８を嵌合部上端に装着固定し
てなる。 【効果】 鋼の連続鋳造操業での取鍋とタンディッシュ
間におけるエヤシール性を高めるとともにロングノズル
嵌合面の劣化を抑制し、耐用性を高めるなど品質向上並
びに操業の安定と信頼性を高める。また連続鋳造での経
済性を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は金属の連続鋳造で金属
の溶湯を取鍋からモールドに至る間に於いて、流下注入
するための機能部材として使用する連続鋳造用のノズル
に関するもので、この連続鋳造用ノズルを使用する際に
組合せて一体として使用する取鍋用下部コレクターノズ
ルなどの、他の機能部材との気密嵌合組立での嵌合部の
構造の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術について鋼の連続鋳造操業に
於いて、取鍋とタンディッシュの間に配置接続して流下
注入される溶鋼の空気との接触を防止して、その酸化を
抑制して、その際に発生するスプラッシュの飛散を防止
すると共に溶鋼流を整流化しながら注入する目的で使用
するロングノズルを例にしてその詳細を述べる。

【０００３】鋼の連続鋳造に於いて、ロングノズルに求
められる機能は、前記の様に鋼の溶湯が大気と接触して
酸化する空気酸化を防ぐことと、流下注入される溶湯の
乱流を防いで整流化して、タンディッシュ湯面近傍に浮
いているスラグや非金属介在物などの不純物の巻込みを
抑制すると共に溶湯飛沫の飛散を防止して、操業の安全
と安定を確保することなどであるが、特に近時では極め
て長時間に亘り、ロングノズルとコレクターノズルの嵌
合部に於ける気密が保持され、微妙なエヤーリークに依
る鋳造鋼の品質の低下や、不安定化の抑制と、そしてロ
ングノズル自体の耐用の向上を図ることが、重要な課題
となっていることは周知のこととなっている。

【０００４】このことからロングノズルの上端部での取
鍋コレクターノズルとの気密嵌合部でのエヤーシール性
はさらに重要な問題となって来ており、鋼の品質を確保
する上からは勿論のことであるが、前記の様にロングノ
ズル自体の嵌合部を主体とするその近傍部の空気酸化劣
化による耐用の低下を抑制或いは防止することにより、
その寿命向上とロングノズルの交換頻度の低減に依る作
業能率の改善や、暑熱作業の軽減化などトータルでの操
業の安定化とコストの改善による低減化の見地からも、
早急に対処しなければならない重要なテーマとなってい
るのである。

【０００５】気密嵌合部を備えた鋼の連続鋳造用ロング
ノズルの上端部の構造は、従来図１に示した形が一般的
である。即ちロングノズル１ａの上端部と取鍋コレクタ
ーノズル２ａの接合はテーパにより嵌合されて、同嵌合
部より空気の吸込流入を防止してさらに気密性を高める
ために同部上端外周より、不活性ガスを数箇所の吹出口
５ａより吹出して対応していた。

【０００６】このロングノズル１ａの製造方法は、プレ
ス成形後、焼成された素形材を外側の形状を切削加工に
依り、定められた形状と寸法に仕上げ、そして不活性ガ
スの導入口７ａを備えたフープ８ａを耐火モルタルを介
して該ロングノズル１ａの上端に装着固定し、モルタル
の乾燥により係止して成るものであって、ロングノズル
１ａの内孔面や気密嵌合面３ａ、そして不活性ガスの吹
出口５ａなどはプレス成形時に金型によりその形が形成
されるのである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】鋼の連続鋳造において
取鍋とタンディッシュの間で使用するロングノズル１ａ
での、取鍋用コレクターノズル２ａと接続するための気
密嵌合は一般的にテーパ形状での嵌合が多用されている
が、その嵌合面のテーパの角度や嵌合延長の大きさ、そ
して嵌合面への耐火性シールパッキン材の配置などの種
々の気密対策技術が採用され現在に至っている。そして
近時ロングノズル１ａの大巾な耐用の向上が強く求めら
れる環境下にあるが、これに対して従来のロングノズル
１ａでの上端の嵌合構造は、その嵌合テーパが一段のみ
となっており、しかもシール性向上を狙う不活性ガスは
同部へ水平に、コレクターノズル２ａに対して直角に吹
込むことと上端部のフープ８ａの開孔がロングノズル１
ａテーパ上端と同径となっており広いことから、上部よ
りの空気の巻込みが発生し易く、ガス溜６ａには不活性
ガスと空気の混合気で充満されることとなり、内孔を流
下する溶鋼の衝撃を受けてロングノズル１ａが揺動し
て、嵌合気密に緩みが生じた時にガスシールが上記の理
由から狙い通りに有効に作用せず、エヤーリークの状態
が派生し、エヤーシール性の信頼性を著しく低下させる
状況下に置かれ、鋼の品質確保上の大きな阻害要因とな
っていたのである。

【０００８】即ち図１に於いて、ロングノズル１ａと取
鍋コレクターノズル２ａは、気密嵌合面３ａにより接続
嵌合を成しており、ここで最も重要なる気密嵌合を完全
とする目的で、不活性ガスをフープ８ａと一体となった
不活性ガス導入口７ａよりロングノズル１ａへ導き、ガ
スプール４ａにより円周に均一に充満した不活性ガスは
吹出口５ａの水平溝を通じて前記嵌合部へ向けて吹き出
す方式であるが、このように不活性ガスを取鍋下部のコ
レクターノズル２ａの外周面に対して直角に吹き出すこ
とから、この部位での不活性ガスは乱流となることから
上部開口部９ａより容易に大気が巻き込まれて、混合気
となって嵌合部近傍に介在するすることとなり、前記の
ように接合に緩みの生じた時や特に多数回繰り返し長時
間の使用を経過して、嵌合テーパ面の面荒れが生じた条
件下では前記の混合気体が流下溶鋼流により負圧となっ
ている内孔へ常に吸込まれることとなり、鋼の品質を著
しく低下させ、また歩留りを極めて不安定とするのみな
らず、ロングノズル１ａの嵌合面をも酸化させてしまう
ため、気密性を更に悪化させることでロングノズル１ａ
の耐用寿命を短縮してしまい、これらを併せると連続鋳
造操業上多大の不利益をもたらすことから、これらの課
題の解決手段が待たれる背景にあるのである。

【０００９】

【課題を解決する為の手段】この発明は以上に述べた背
景から、これらの課題を解消することにより、金属の連
続鋳造の品質的信頼性と操業上の経済性とをさらに高め
ることを目的としてなされたもので、その詳細について
前述と同様に鋼の連続鋳造の操業で取鍋とタンディッシ
ュの間に配置されて使用されるロングノズルに例をとり
述べる。

【００１０】即ちこの発明はロングノズルと取鍋ボトム
のコレクターノズルの結合に於いて、この部位の気密嵌
合構造を改良し、信頼性を大巾に高めて大気の吸入所謂
エヤーリークをなくすることにより、繰り返し多数回の
長時間に亘り鋳造する鋼の品質を安定的に確保しながら
使用出来ることを満足するロングノズルを提供するもの
である。

【００１１】ロングノズル上端部の取鍋用コレクターと
の気密嵌合部の嵌合テーパを、コレクターノズル側の嵌
合面の延長の大きさに対してその嵌合率が少なくとも６
５％を満たして成る気密嵌合面と、その上方に位置する
球面を気密嵌合補助面とした組合わせにより成り、この
嵌合面への大気の吸込みを防止して不活性ガスの逃し口
となるフープの開口部に於いて、気密保持のために嵌合
部ガス溜へ吸込まれる不活性ガスの吸込量とのバランス
を取り、前記大気の吸込みによる混合気の生成を防ぐこ
とにより嵌合部のエヤーリークを防止させるものであ
る。

【００１２】図２はこの発明のロングノズル１の実施例
の縦断面図で、取鍋コレクターノズル２との気密嵌合面
３と、これの気密嵌合補助球面１１を備え、そしてさら
に気密嵌合を保つ目的で、大気のガス溜６への吸込を防
ぎ、不活性ガスのガス溜６よりの適度な排出の役目を果
たすガス逃し口１０により従来の問題点を解消するもの
であり、ロングノズル１の材質例としては骨材としてア
ルミナ４９．５％，シリカ２６．８％，黒鉛１８．４
％，炭化珪素５．３％，より成る配合物に１０．５重量
％の有機バインダーを添加して混練し、得られた坏土を
加圧成形して還元焼成したもので、又８のフープは、Ｓ
Ｓ４１材質鋼鈑製であり、この２つは耐火モルタルによ
り組み合せたものである。

【００１３】なお、フープ８でのガス逃し口１０の大き
さの設定はコレクターノズル２との接合上の作業性と、
大気の吸込を防ぐ上で不活性ガス吹出量とのバランスを
考慮して２０〜８５ｍ／ｍの範囲内が望ましい。そして
１１の気密嵌合補助球面は、ロングノズル１上端部構造
での強度を必要レベルに確保出来ることと、吹出口５よ
り吹出す不活性ガスが気密嵌合部へ容易に流下する球面
とすることが必要である。なお４はガスプール、そして
７は不活性ガス導入口である。

【００１４】この発明のロングノズルは以上の様な構成
としてあり、従来のロングノズルに於けるコレクターノ
ズルとの嵌合でのエヤーシール性での問題点を解消し
て、鋳造される鋼の品質の向上と安定化並びにロングノ
ズルの耐用向上など、操業コストの低減化を可能ならし
めるものである。

【００１５】なお、ここでロングノズル上端の嵌合テー
パとコレクターノズル嵌合面での嵌合率を６５％以上と
したのは、これを満たさない場合はエヤーシール性への
悪影響と、ロングノズル側の嵌合面の面荒れが著しくな
るからであり、またガス逃し口の大きさをコレクターノ
ズル外径より２０〜８５ｍ／ｍ大とするのはこの範囲よ
り小さいと嵌合操作が難しくなり、コレクターとフープ
が接触することとなり不具合を招く要因をつくり出して
しまうこと、そして大とした場合は大気の巻込が発生し
て目的を果たさなくなることや、不活性ガス量を大きく
しなければならず、経済的に不利となるからである。

【００１６】

【作用】この発明のロングノズルでの例は以上の構成と
してあり、鋼の連続鋳造での取鍋とタンディッシュ間で
の操業中のロングノズルと、取鍋下部コレクターノズル
の接続に於いて気密嵌合のエヤーシール性を高いレベル
に上げて、これを安定的に維持することを可能とし、鋼
の酸化を抑制し品質の安定化と歩留の向上並にロングノ
ズルの嵌合部の酸化を抑制する事による耐用の向上と、
チャージ間の手入れ作業を不要としたことから経済的に
極めて有用な効果をもたらすなど、連続鋳造操業でのロ
ングノズルの信頼性を高めることとなったのである。

【００１７】

【表１】

【００１８】（表１注） １）表１は従来品と本発明品でのエヤーシール性を鋼中
に巻き込まれたＮ₂濃度を単位ｐｐｍで表わし比較し
た。 ２）測定方法は取鍋とタンディッシュよりサンプリング
した溶鋼を熱伝導度法により測定した。 ３）タンディッシュ内溶鋼のＮ₂濃度から取鍋内溶鋼の
Ｎ₂濃度を減じて得られた値の５ヒート鋳造時の測定値
での平均値を表している。 ４）ロングノズルの耐用はｎ数１５本の平均値で従来品
比２．⁶チャージ向上の結果となった。

【００１９】

【発明の効果】本発明のロングノズルを２５０トン容量
の取鍋にセットし、普通鋼の連続鋳造を行った結果表１
に示した結果が得られた。

【００２０】先ずロングノズルの耐用回数は従来品に較
べて平均２．⁶チャージ（２８．９％）の向上となり、
そしてエヤーシール性について５ヒートの結果で検証し
た処、Ｎ₂濃度で６９．⁴％の向上が確認された。

【００２１】この結果により、この発明のロングノズル
は、鋼の連続鋳造操業での取鍋とタンディッシュ間に於
けるエヤーシール性を高めると共に、ロングノズルの嵌
合面の劣化を抑制し耐用を高めるなど、鋼の品質上並び
に操業の安定と信頼性を高める結果となり、これらは連
続鋳造に対して極めて有用な効果をもたらすこととなっ
たのである。

【００２２】このことより、この発明の連続鋳造用ノズ
ルは連続鋳造での信頼性と経済性を向上させるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】の（Ａ）従来のロングノズルでの取鍋コレクタ
ーノズルとの嵌合部の平面図である。

【図１】の（Ｂ）従来のロングノズルでの取鍋コレクタ
ーノズルとの嵌合部の縦断面図である。

【図２】の（Ａ）本発明のロングノズルでの取鍋コレク
ターノズルとの嵌合部の平面図である。

【図２】の（Ｂ）本発明のロングノズルでの取鍋コレク
ターノズルとの嵌合部の縦断面図である。

【符号の説明】

１，１ａ ロングノズル ２，２ａ コレクターノズル ３，３ａ 気密嵌合面 ４，４ａ ガスプール ５，５ａ 吹出口 ６，６ａ ガス溜 ７，７ａ 導入口 ８，８ａ フープ ９ａ 上部開孔部 １０ ガス逃し口 １１ 気密嵌合補助球面

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上部に位置するノズルとの上端部での気
   密嵌合部が、下側の嵌合テーパ面と上側の球面により構
   成され、下側の嵌合テーパ面が上部に位置するノズルの
   下端の嵌合面との間での有効嵌合率が６５％を満たす気
   密嵌合面であって、上側の球面を気密嵌合補助球面とし
   たことを特徴とする連続鋳造用ノズル。
2. 【請求項２】 嵌合する上部ノズルの外径より、２０〜
   ８５ミリメートルの範囲でその径が大きくしてあるシー
   ル用ガス逃し口を有した鉄皮を嵌合部上端に装着固定し
   て成ることを特徴とする請求項１の連続鋳造用ノズル。