JPH05318057A - 連続鋳造用浸漬ノズル - Google Patents
連続鋳造用浸漬ノズルInfo
- Publication number
- JPH05318057A JPH05318057A JP14686392A JP14686392A JPH05318057A JP H05318057 A JPH05318057 A JP H05318057A JP 14686392 A JP14686392 A JP 14686392A JP 14686392 A JP14686392 A JP 14686392A JP H05318057 A JPH05318057 A JP H05318057A
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- Japan
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- nozzle
- sectional area
- immersion nozzle
- cross sectional
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、連続鋳造用浸漬ノズルの閉塞を長
期間安定して防止する方法を供給する事にある。 【構成】 浸漬ノズルの吐出孔総断面積を内部流路断面
積で除した値が、0.8〜1.2の範囲となるような形
状にする事により浸漬ノズルの閉塞を防止し、長時間に
わたって安定した連続鋳造作業を継続することが可能と
なる。
期間安定して防止する方法を供給する事にある。 【構成】 浸漬ノズルの吐出孔総断面積を内部流路断面
積で除した値が、0.8〜1.2の範囲となるような形
状にする事により浸漬ノズルの閉塞を防止し、長時間に
わたって安定した連続鋳造作業を継続することが可能と
なる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、連続鋳造用浸漬ノズル
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、ノズル流路内壁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事を可能とす
るものである。
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、ノズル流路内壁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事を可能とす
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、タンディッシュから鋳型
へと供給される際に、耐火物で作られた浸漬ノズルを通
過する。この際に、溶鋼に懸濁している微小な介在物粒
子が、浸漬ノズル内壁上に堆積し、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。
鋼に関しては溶鋼と記す)は、タンディッシュから鋳型
へと供給される際に、耐火物で作られた浸漬ノズルを通
過する。この際に、溶鋼に懸濁している微小な介在物粒
子が、浸漬ノズル内壁上に堆積し、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。
【0003】従来、ノズル詰まりの発生機構としては、
特開昭57−27967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
数合体した介在物を含む溶鋼が凝固して付着する事が主
な原因とされており、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 を低減される事が有効である事が提案されてい
る。
特開昭57−27967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
数合体した介在物を含む溶鋼が凝固して付着する事が主
な原因とされており、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 を低減される事が有効である事が提案されてい
る。
【0004】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
に及んだ場合は、溶鋼中に懸濁しているアルミナ粒子が
直接耐火物を構成する酸化物粒子と接触し、ノズル内壁
上へ付着する事を起点とし、更なるアルミナ粒子の堆積
が生じるためノズル詰まりが生じてしまうという課題が
ある。以上述べたように、従来の方法では長期に安定し
て浸漬ノズル詰まりを防止し、安定な鋳造作業を継続可
能とする技術は見当らない。
に防止した場合でも、鋳造時間が200分以上の長時間
に及んだ場合は、溶鋼中に懸濁しているアルミナ粒子が
直接耐火物を構成する酸化物粒子と接触し、ノズル内壁
上へ付着する事を起点とし、更なるアルミナ粒子の堆積
が生じるためノズル詰まりが生じてしまうという課題が
ある。以上述べたように、従来の方法では長期に安定し
て浸漬ノズル詰まりを防止し、安定な鋳造作業を継続可
能とする技術は見当らない。
【0005】
【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、浸漬ノズル内での付着物生成が生じる事な
く連続鋳造の連続鋳造比率の制限を解消し、生産性を向
上させる事を課題とするものである。
術のごとく、浸漬ノズル内での付着物生成が生じる事な
く連続鋳造の連続鋳造比率の制限を解消し、生産性を向
上させる事を課題とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の様な課
題を解決する連続鋳造用浸漬ノズルであり、連続鋳造用
浸漬ノズルの内部流路断面積A2と、吐出孔断面積A1
の比率が 0.8<A1/A2<1.2 ・・・(1) なる関係を満足するような関係にあることを特徴とする
連続鋳造用浸漬ノズルである。但し(1)式中で A1;吐出孔総断面積(溶湯吐出法線方向の吐出孔投影
面積の総和) A2;吐出孔直上でのノズル内部流路断面積を表す。
題を解決する連続鋳造用浸漬ノズルであり、連続鋳造用
浸漬ノズルの内部流路断面積A2と、吐出孔断面積A1
の比率が 0.8<A1/A2<1.2 ・・・(1) なる関係を満足するような関係にあることを特徴とする
連続鋳造用浸漬ノズルである。但し(1)式中で A1;吐出孔総断面積(溶湯吐出法線方向の吐出孔投影
面積の総和) A2;吐出孔直上でのノズル内部流路断面積を表す。
【0007】
【作用】以下、本発明の該浸漬ノズルの作用について説
明する。従来使用されているノズルでは、鋳型へ供給さ
れる溶鋼の流速を低減させるためA1/A2>1.2と
なる様な形状で製作されている。本発明者等は、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4に示す。浸漬ノ
ズル1の内壁付着物2はその最大厚さが20mm程度、
ノズル吐出孔直上の内部流路2Bにおいて厚さが最大と
なるような厚み分布をしている。この付着物2は、凝固
した溶鋼とアルミナ粒子が混在した物であることが判明
した。なお、図中2Dはノズル下端底部である。
明する。従来使用されているノズルでは、鋳型へ供給さ
れる溶鋼の流速を低減させるためA1/A2>1.2と
なる様な形状で製作されている。本発明者等は、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4に示す。浸漬ノ
ズル1の内壁付着物2はその最大厚さが20mm程度、
ノズル吐出孔直上の内部流路2Bにおいて厚さが最大と
なるような厚み分布をしている。この付着物2は、凝固
した溶鋼とアルミナ粒子が混在した物であることが判明
した。なお、図中2Dはノズル下端底部である。
【0008】更にこのアルミナ粒子4を詳細に観察した
ところ、それらの形態は鋳造鋼種によって異なってお
り、図5aに示すようにTi添加極低炭アルミキルド鋼
では瓢箪型、図5bに示すように低炭アルミキルド鋼で
は樹枝型、針状型等の混合となっていることが判明し
た。次にTi添加極低炭アルミキルド鋼および低炭アル
ミキルド鋼鋳造時の、タンディッシュ内溶鋼を採取し、
それらに含有されるアルミナ粒子の形態を調査したとこ
ろ、それぞれの鋼種に対応するノズル内付着物中に観察
されたものと同一形態のアルミナ粒子が観察される事が
判明した。
ところ、それらの形態は鋳造鋼種によって異なってお
り、図5aに示すようにTi添加極低炭アルミキルド鋼
では瓢箪型、図5bに示すように低炭アルミキルド鋼で
は樹枝型、針状型等の混合となっていることが判明し
た。次にTi添加極低炭アルミキルド鋼および低炭アル
ミキルド鋼鋳造時の、タンディッシュ内溶鋼を採取し、
それらに含有されるアルミナ粒子の形態を調査したとこ
ろ、それぞれの鋼種に対応するノズル内付着物中に観察
されたものと同一形態のアルミナ粒子が観察される事が
判明した。
【0009】以上の観察結果から、本発明者等は浸漬ノ
ズル内壁に付着堆積しているアルミナ粒子が、もともと
溶鋼中に懸濁していたアルミナ粒子と同一のものであ
り、ノズル詰まりの原因となっているアルミナ粒子の起
源が、溶鋼中のアルミナ粒子であるとの結論に至った。
ズル内壁に付着堆積しているアルミナ粒子が、もともと
溶鋼中に懸濁していたアルミナ粒子と同一のものであ
り、ノズル詰まりの原因となっているアルミナ粒子の起
源が、溶鋼中のアルミナ粒子であるとの結論に至った。
【0010】次に、本発明者等は、溶鋼中のアルミナ粒
子が浸漬ノズル1内壁上に堆積する機構を解明するた
め、水モデル実験を実施し、浸漬ノズル内溶鋼流動を模
擬した。この結果、図3に示すように浸漬ノズル1の内
部溶鋼流路で流動方向DFの急激な変化に伴う逆流渦3
が生じ、この部分では流体中に懸濁している微小な固体
粒子が滞留集積することを確認した。この逆流渦3の発
生位置を、実鋳造後の浸漬ノズル内付着物2の生成位置
2Bと比較してみると両者が完全に一致しており、また
実際の付着物中に観察される溶鋼中のアルミナ粒子の粒
径および集積度が、水モデル実験により測定される結果
と完全に一致する事が明かとなった。
子が浸漬ノズル1内壁上に堆積する機構を解明するた
め、水モデル実験を実施し、浸漬ノズル内溶鋼流動を模
擬した。この結果、図3に示すように浸漬ノズル1の内
部溶鋼流路で流動方向DFの急激な変化に伴う逆流渦3
が生じ、この部分では流体中に懸濁している微小な固体
粒子が滞留集積することを確認した。この逆流渦3の発
生位置を、実鋳造後の浸漬ノズル内付着物2の生成位置
2Bと比較してみると両者が完全に一致しており、また
実際の付着物中に観察される溶鋼中のアルミナ粒子の粒
径および集積度が、水モデル実験により測定される結果
と完全に一致する事が明かとなった。
【0011】更に、水モデルで使用した浸漬ノズルにお
いて、内部流路の断面積が一定とし、吐出孔面積を変化
させて同様の実験を実施したところ、内部流路断面積A
2と吐出孔総断面積A1の比率A1/A2が0.8〜
1.2の範囲を満足する場合はこの逆流渦が全く生じな
いことも観察された。この現象はA1/A2≧1.2と
なる場合では、ノズル内部流路での溶鋼流速と、吐出孔
通過時の平均流速が大きく異なる条件となり、分岐点の
前後での溶鋼流速差が大きく、吐出流は急激に減速され
ることとなる。このとき溶鋼が持っている運動エネルギ
ーが減速によって圧力に変換される量が増加し、A1/
A2≧1.2となる条件では、この圧力により逆流渦が
生じる。一方、A1/A2≦0.8となる条件では、吐
出流そのものの速度が増加し、アルミナ粒子がノズル内
壁へぶつかる回数が増加するため、同様にノズル内付着
物の堆積量が増加する。
いて、内部流路の断面積が一定とし、吐出孔面積を変化
させて同様の実験を実施したところ、内部流路断面積A
2と吐出孔総断面積A1の比率A1/A2が0.8〜
1.2の範囲を満足する場合はこの逆流渦が全く生じな
いことも観察された。この現象はA1/A2≧1.2と
なる場合では、ノズル内部流路での溶鋼流速と、吐出孔
通過時の平均流速が大きく異なる条件となり、分岐点の
前後での溶鋼流速差が大きく、吐出流は急激に減速され
ることとなる。このとき溶鋼が持っている運動エネルギ
ーが減速によって圧力に変換される量が増加し、A1/
A2≧1.2となる条件では、この圧力により逆流渦が
生じる。一方、A1/A2≦0.8となる条件では、吐
出流そのものの速度が増加し、アルミナ粒子がノズル内
壁へぶつかる回数が増加するため、同様にノズル内付着
物の堆積量が増加する。
【0012】以上の調査および実験結果を総合して考察
した結果、現在使用されているA1/A2>1.2とな
るノズルの詰まりの発生は、溶鋼中に懸濁しているアル
ミナ粒子が、浸漬ノズルの溶鋼流動分岐点で発生する逆
流渦中に滞留集積し、ノズル内溶鋼粒路を狭窄させるこ
とをその発生メカニズムとしており、この逆流渦の生成
を防止することがノズル詰まりの抜本的防止につながる
との結論に達し、本発明を完成するに至った。
した結果、現在使用されているA1/A2>1.2とな
るノズルの詰まりの発生は、溶鋼中に懸濁しているアル
ミナ粒子が、浸漬ノズルの溶鋼流動分岐点で発生する逆
流渦中に滞留集積し、ノズル内溶鋼粒路を狭窄させるこ
とをその発生メカニズムとしており、この逆流渦の生成
を防止することがノズル詰まりの抜本的防止につながる
との結論に達し、本発明を完成するに至った。
【0013】図1は本発明の浸漬ノズルの概略図であっ
て、浸漬ノズル内溶鋼流路断面積と吐出孔総断面積の比
率A1/A2が0.8〜1.2の範囲となるように形成
したものである。
て、浸漬ノズル内溶鋼流路断面積と吐出孔総断面積の比
率A1/A2が0.8〜1.2の範囲となるように形成
したものである。
【0014】このような浸漬ノズルを使用して溶鋼を供
給する場合、溶鋼が流下する際に、浸漬ノズル内部の溶
鋼主流と、吐出流の速度がほぼ同一となるため、運動エ
ネルギー低下に伴う圧力の発生が抑制されるため、アル
ミナ粒子堆積原因である逆流渦の発生が防止される。こ
のため浸漬ノズル内で微小な介在物が集積、付着物を生
成するような事は無い。
給する場合、溶鋼が流下する際に、浸漬ノズル内部の溶
鋼主流と、吐出流の速度がほぼ同一となるため、運動エ
ネルギー低下に伴う圧力の発生が抑制されるため、アル
ミナ粒子堆積原因である逆流渦の発生が防止される。こ
のため浸漬ノズル内で微小な介在物が集積、付着物を生
成するような事は無い。
【0015】この場合、浸漬ノズルの材質は、特に限定
されるものではなく、アルミナグラファイト質、あるい
はジルコニアライム質のものなど、通常浸漬ノズルの材
料としてつかわれるものならどの様なものでも構わな
い。また吐出孔および内部流路の形状も、通常使用され
ている浸漬ノズルの場合と同様、円形断面あるいは矩形
断面等を適用して構わない。
されるものではなく、アルミナグラファイト質、あるい
はジルコニアライム質のものなど、通常浸漬ノズルの材
料としてつかわれるものならどの様なものでも構わな
い。また吐出孔および内部流路の形状も、通常使用され
ている浸漬ノズルの場合と同様、円形断面あるいは矩形
断面等を適用して構わない。
【0016】
【実施例】以下に本発明の実施例について説明する。表
1に示したような内部溶鋼流路の断面積が一定で、吐出
孔の総面積を変化させた浸漬ノズルをもちいて鋳造実験
を実施し、そのときの浸漬ノズル内部付着物の成長状態
を調査した。
1に示したような内部溶鋼流路の断面積が一定で、吐出
孔の総面積を変化させた浸漬ノズルをもちいて鋳造実験
を実施し、そのときの浸漬ノズル内部付着物の成長状態
を調査した。
【0017】
【表1】
【0018】表2には今回使用した本発明ノズルの材質
を示している。
を示している。
【0019】
【表2】
【0020】鋳造では表3に示した成分のTi添加極低
炭アルミキルド鋼を8鍋の連続鋳造により鋳造した。
炭アルミキルド鋼を8鍋の連続鋳造により鋳造した。
【0021】
【表3】
【0022】鋳造速度は1.4m/minで鋳造中一
定、総鋳造溶鋼量は2880ton、総鋳造時間は15
0minである。
定、総鋳造溶鋼量は2880ton、総鋳造時間は15
0minである。
【0023】図2には鋳造後の浸漬ノズルの内壁付着物
の生成状況として、縦軸に付着物最大厚さ、横軸に(吐
出孔総面積/内部流路断面積)をとって示した。図2か
ら明らかなように、0.8≧A1/A2および1.2≦
A1/A2の領域では浸漬ノズル内に最大20mm程度
付着物が生成し、鋳造6鍋以降において棒つつきを実施
した。一方本発明ノズルである、0.8<(吐出孔総面
積/内部流路断面積)<1.2となる領域の浸漬ノズル
では、浸漬ノズル内壁付着物は皆無であった。
の生成状況として、縦軸に付着物最大厚さ、横軸に(吐
出孔総面積/内部流路断面積)をとって示した。図2か
ら明らかなように、0.8≧A1/A2および1.2≦
A1/A2の領域では浸漬ノズル内に最大20mm程度
付着物が生成し、鋳造6鍋以降において棒つつきを実施
した。一方本発明ノズルである、0.8<(吐出孔総面
積/内部流路断面積)<1.2となる領域の浸漬ノズル
では、浸漬ノズル内壁付着物は皆無であった。
【0024】更に、本発明ノズルを使用して連続鋳造総
溶鋼量5200tonまで増加させた場合でも、浸漬ノ
ズル内での付着物生成は皆無であり、従来ノズル詰まり
に依る溶鋼供給不足によって、最大2800tonしか
連続鋳造ができなかったTi添加極低炭アルミキルド鋼
系の鋳造鋼種において、その鋳造生産性を大幅に改善す
る事が可能となった。
溶鋼量5200tonまで増加させた場合でも、浸漬ノ
ズル内での付着物生成は皆無であり、従来ノズル詰まり
に依る溶鋼供給不足によって、最大2800tonしか
連続鋳造ができなかったTi添加極低炭アルミキルド鋼
系の鋳造鋼種において、その鋳造生産性を大幅に改善す
る事が可能となった。
【0025】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、本発明ノズルはスラブに限らず、ブ
リーム、ビレットを鋳造する際にも適用可能である。ま
た上記実施例では、主にTi添加極低炭アルミキルド鋼
の鋳造例について説明したが、Ti添加極低炭アルミキ
ルド鋼以外の、アルミキルド鋼、アルミシリコンキルド
鋼等の溶鋼中に微小なアルミナ介在物粒子を含有する鋼
種はいうにおよばず、鋼以外の、例えばアルミニウム、
銅等の連続鋳造にも適用可能である。
てのみ説明したが、本発明ノズルはスラブに限らず、ブ
リーム、ビレットを鋳造する際にも適用可能である。ま
た上記実施例では、主にTi添加極低炭アルミキルド鋼
の鋳造例について説明したが、Ti添加極低炭アルミキ
ルド鋼以外の、アルミキルド鋼、アルミシリコンキルド
鋼等の溶鋼中に微小なアルミナ介在物粒子を含有する鋼
種はいうにおよばず、鋼以外の、例えばアルミニウム、
銅等の連続鋳造にも適用可能である。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の浸漬ノズ
ルによれば、浸漬ノズル内で生じる逆流渦を、吐出孔総
断面積と内部流路断面積の比率を0.8〜1.2に設計
する事によって防止し、ノズル内溶鋼流路壁面上での付
着物の生成を防止する事が可能となる。このため、従来
ノズル詰まりにより制限されている連続鋳造比率の上元
素解消し、連続鋳造工程の生産性を大幅に改善する事が
可能となるなど優れた効果が認められた。
ルによれば、浸漬ノズル内で生じる逆流渦を、吐出孔総
断面積と内部流路断面積の比率を0.8〜1.2に設計
する事によって防止し、ノズル内溶鋼流路壁面上での付
着物の生成を防止する事が可能となる。このため、従来
ノズル詰まりにより制限されている連続鋳造比率の上元
素解消し、連続鋳造工程の生産性を大幅に改善する事が
可能となるなど優れた効果が認められた。
【図1】本発明の浸漬ノズルの縦断面図であり、浸漬ノ
ズルの吐出孔総面積を内部流路断面積で除した値が0.
8〜1.2の範囲となることを表わす図
ズルの吐出孔総面積を内部流路断面積で除した値が0.
8〜1.2の範囲となることを表わす図
【図2】ノズル内付着物の厚さを従来ノズルと本発明ノ
ズルで比較するため、浸漬ノズル内溶鋼流路断面積と吐
出孔総断面積との比率の関係を示した図。
ズルで比較するため、浸漬ノズル内溶鋼流路断面積と吐
出孔総断面積との比率の関係を示した図。
【図3】従来浸漬ノズル内で生じる逆流渦を表わす図。
【図4】従来の浸漬ノズルで生じる付着物の厚さ分布を
示す図。
示す図。
【図5】(a):浸漬ノズルで生ずる付着物に含有され
るアルミナ粒子の形態を表わしたもので、Ti添加極低
炭素アルミキルド鋼の瓢箪型を示す。 (b):浸漬ノズルで生ずる付着物に含有されるアルミ
ナ粒子の形態を表わしたもので、低炭素アルミキルド鋼
の樹枝型、針状型を示す。
るアルミナ粒子の形態を表わしたもので、Ti添加極低
炭素アルミキルド鋼の瓢箪型を示す。 (b):浸漬ノズルで生ずる付着物に含有されるアルミ
ナ粒子の形態を表わしたもので、低炭素アルミキルド鋼
の樹枝型、針状型を示す。
1 浸漬ノズル 2 付着物 3 逆流路 4 アルミナ粒子 A1 吐出孔総断面積 A2 吐出孔直上でのノズル内部流路断面積 2B ノズル吐出孔直上の内部流路 2D ノズル下端底部 DF ノズル内溶鋼流動方向 2a 吐出孔 2b 吐出孔
Claims (1)
- 【請求項1】 連続鋳造用浸漬ノズルの内部流路断面積
A2と、吐出孔断面積A1の比率が 0.8<A1/A2<1.2 ・・・(1) なる関係を満足するような関係にあることを特徴とする
連続鋳造用浸漬ノズル但し(1)式中で A1;吐出孔総断面積(溶湯吐出法線方向の吐出孔投影
面積の総和) A2;吐出孔直上でのノズル内部流路断面積を表す。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14686392A JPH05318057A (ja) | 1992-05-13 | 1992-05-13 | 連続鋳造用浸漬ノズル |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14686392A JPH05318057A (ja) | 1992-05-13 | 1992-05-13 | 連続鋳造用浸漬ノズル |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05318057A true JPH05318057A (ja) | 1993-12-03 |
Family
ID=15417272
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14686392A Withdrawn JPH05318057A (ja) | 1992-05-13 | 1992-05-13 | 連続鋳造用浸漬ノズル |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05318057A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001198655A (ja) * | 2000-01-13 | 2001-07-24 | Nisshin Steel Co Ltd | 連続鋳造用浸漬ノズル及び連続鋳造操業方法 |
WO2008090649A1 (ja) | 2007-01-25 | 2008-07-31 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | 鋼の連続鋳造方法 |
-
1992
- 1992-05-13 JP JP14686392A patent/JPH05318057A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001198655A (ja) * | 2000-01-13 | 2001-07-24 | Nisshin Steel Co Ltd | 連続鋳造用浸漬ノズル及び連続鋳造操業方法 |
WO2008090649A1 (ja) | 2007-01-25 | 2008-07-31 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | 鋼の連続鋳造方法 |
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