JPH0623500A

JPH0623500A - 連鋳用浸漬ノズルのノズル詰まり防止方法

Info

Publication number: JPH0623500A
Application number: JP18107592A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Akai; 芳弘赤井
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1992-07-08
Filing date: 1992-07-08
Publication date: 1994-02-01

Abstract

(57)【要約】【目的】鋼質汚濁の原因を発生させず、また、ノズル
に損傷等を与えず、確実に浸漬ノズルの詰まりを防止で
き、かつこの詰まり防止効果を持続できるノズル詰まり
防止方法の提供。【構成】連続鋳造用の浸漬ノズル１の胴部に、加振装
置４である複数の圧電素子３を、ノズル円周方向に等間
隔で取り付ける。その後、各圧電素子３に位相差を与え
て交番電流を流すことで、浸漬ノズル１に振動を加え
る。そして、この加振装置４による振動は、ノズルの微
少変位が回転するように、即ち、偏心したノズルが回転
する形となるように加えられる。この振動により、浸漬
ノズル１のノズル詰まりを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、連続鋳造時における
浸漬ノズルのノズル詰まりを防止するノズル詰まり防止
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のノズル詰まり防止方法と
しては、次に述べるものが一般に知られている。

【０００３】浸漬ノズルにおけるノズル底部の吹出
口から、ノズル内へ不活性ガスを吹き込むことによって
気泡を発生させ、この気泡によってノズル詰まりを防止
するもの（実願昭61-80061号公報参照）。

【０００４】セラミックフィルターによって、浸漬
ノズル内への介在物を除去することにより、ノズル詰ま
りを防止するもの（実願昭61-78009号公報参照）。

【０００５】ノズル内径を連続的に変化させる等、
浸漬ノズルの形状を、詰まり難い形状にする工夫によっ
て、ノズル詰まりを防止するもの（実願昭63-286号公報
および特願平１-289690 号公報参照）。

【０００６】アルミナ系の低融点化合物を添加し
て、浸漬ノズルを、ノズル閉塞方向から溶損方向へもっ
ていくことにより、ノズル詰まりを防止するもの（特願
平２-10544号公報および特願平１-242767 号公報参
照）。

【０００７】ノズルに振動を加えて、浸漬ノズル内
でのアルミナの付着を抑えることにより、ノズル詰まり
を防止するもの（特願昭57-35545号公報および特願昭６
1-248293号公報参照）。

【０００８】

【この発明が解決しようとする課題】しかし、前述した
のものでは、気泡によるピンホールの発生が、鋼質汚
濁の原因となってしまう。また、のものでは、フィル
ター自体の目詰まりや溶鋼の温度低下等、フィルター効
果の持続性に問題がある。また、のものでは、ノズル
溶損や閉塞進行等で、随時ノズルの断面形状は変化して
おり、ノズル詰まり防止効果の持続性に問題がある。ま
た、のものでは、低融点化合物の生成が溶鋼汚濁の原
因となり、問題が大きい。さらに、のものでは、単純
な加振において、投入エネルギーに比べ、付着防止効果
が小さい。しかも、ノズル耐火物の破壊の可能性があ
る。

【０００９】このように、従来から一般に知られてい
る、各ノズル詰まり防止方法は、全般にノズル詰まりの
防止効果自体が小さいものとなっている。

【００１０】この発明は前述した事情に鑑みて創案され
たもので、その目的は鋼質汚濁の原因を発生させること
がなく、また、ノズルに損傷等を与えることもなく、確
実にノズル詰まりを防止でき、しかも、このノズル詰ま
り防止効果を持続させることのできる連鋳用浸漬ノズル
のノズル詰まり防止方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明のノズル詰まり
防止方法によれば、耐火物製の浸漬ノズルの胴に、圧電
素子からなる加振装置を装着し、この加振装置によっ
て、鋳込み中の浸漬ノズルに水平方向の振動を印加す
る。

【００１２】即ち、浸漬ノズルの胴部外周面に取り巻く
形で、例えば、筒状の支持具を装着し、その支持具の内
部に、少なくとも二個の圧電装置を等間隔で配置する。
この状態で、各圧電素子は、浸漬ノズルの外壁に密着す
るように配設されており、浸漬ノズルに振動を加えるこ
とのできる構造とする。

【００１３】なお、圧電素子には交番電流を流し、その
位相はノズルを取り囲む各素子間で一定量ずつずらす。
このことで、振動によるノズルの微小変位が回転するよ
うに、即ち、ちょうど偏心したノズルが回転する形とな
るように、各圧電素子によって浸漬ノズルへ振動を加え
る。

【００１４】そして、この各圧電素子からなる加振装置
より、浸漬ノズルへ、例えば、偏心したノズルが回転す
る形となる振動を加えることで、ノズルに損傷等を与え
ず持続してノズル詰まり防止することができるようにし
たものである。

【００１５】

【実施例】以下、この発明の連鋳用浸漬ノズルのノズル
詰まり防止方法を、図示する実施例によって説明する。

【００１６】先ず、この発明のノズル詰まり防止方法を
実施する浸漬ノズルについて述べると、浸漬ノズル１
（図１参照）は、その胴部外周面に筒状の支持具２が装
着されていると共に、この支持具２の内部に、少なくと
も二個（この実施例では、三個）の圧電素子３が、浸漬
ノズル１の円周方向へ等間隔で、浸漬ノズル１の外壁に
密着するように配設されている。

【００１７】また、各圧電素子３にはノズルを取り囲ん
だ各素子間で位相を一定量ずつずらして交番電流（この
実施例では電流値10Ａ）を流し、この各圧電素子３間で
位相をずらした交番電流によって、浸漬ノズル１の微少
変位が回転するような振動を加えられるようにして、各
圧電素子３で加振装置４を構成している。

【００１８】なお、図１の(a) における符号５はタンデ
ッシュで、符号６はスライディングゲートで、符号７は
モールドで、符号８はパウダーで、符号９は鋳片で、符
号10は高周波発振装置である。

【００１９】そして、このような構成の浸漬ノズル１に
おける加振装置４によって、浸漬ノズル１へ加えられ
る、ノズル微少変位が回転する振動で、浸漬ノズル１の
ノズル詰まりを防止することとなる。即ち、固液界面に
Al₂O₃粒子が付着した時点で、浸漬ノズル１に振動を加
えるが、その振動周波数がAl₂O₃粒子の固有振動数に一
致した場合に、Al₂O₃粒子が自励振動を起こし、運動量
が大きくなって固液界面を離脱する。このことにより、
浸漬ノズル１のノズル詰まりが防止されることとなる。

【００２０】なお、図２に、振動を加えた時の浸漬ノズ
ル１の微少変位状態と、この時の各圧電素子３に流れる
交番電流の電圧変化を示す。

【００２１】次に、実際に浸漬ノズル１を加振装置４で
振動させる時につい述べると、先ず、加振周波数は、ノ
ズル内壁に付着するAl₂O₃粒子の固有振動数に合わせる
ために、下限値を5000Hz（Al₂O₃の固有振動数から外れ
るので）とし、また上限値を20000Hz とする。

【００２２】次に、振幅は、浸漬ノズル１の質量と、必
要とするエネルギーとの関係から最適範囲を定めること
とし、下限値を１μに、また上限値を50μにする。

【００２３】ここでの振幅の下限値限定理由は、１μよ
り低いと、ノズルの剛性と肉厚との関係から、ノズル内
壁に振動が到達する前に吸収され、Al₂O₃粒子の十分な
励起が期待できないからである。

【００２４】また、振幅の上限値限定理由は、50μを超
えるのは印加エネルギー量からみて非現実的であるから
である。即ち、50μを超えるのは、小型の圧電素子では
不可能であると共に、消費電力が莫大となり、また、浸
漬ノズル１への応力負荷が大きくなって、折損トラブル
の頻度が増加するからである。

【００２５】次に、浸漬ノズル１の材質は、耐熱性や耐
衝撃性等の面で、浸漬ノズル１に最適の材質とするため
に、Al₂O₃−Ｃ系で、Al₂O₃構成量が下限値を70％と
し、また上限値を100 ％とする。また、Ｃ．その他を下
限値を０％とし、また上限値を30％とする。ここでの各
数値の限定理由は、前記の数値範囲を外れると、硬度の
低下質量の増加等で振動エネルギーを効率的に内壁に伝
達できない。また、強度的に折損の危険性が増大するか
らである。

【００２６】次に、浸漬ノズル１の肉厚は、外壁からの
振動エネルギーが効率的に内壁へ伝播されるような最適
範囲とするために、下限値を５mmとし、また、上限値を
30mmとする。

【００２７】ここでの肉厚の下限値限定理由は、５mm以
下になると、ノズル強度が不足すると共に、ノズルの断
熱性能が不足して、圧電素子への熱負荷が苛酷となるか
らである。また、肉厚の上限値限定理由は、30mmを超え
ると、振動エネルギーが吸収され、効果的にAl₂O₃粒子
を加振することができないからである。

【００２８】次に、圧電素子３の材質は、 P_bO と、 T
_iO と、C _aO と、B _aO と、C _eO と、M _nO との混
合とする。これは、耐熱性や発振効率から見て左記の酸
化物の混合物が適当であるからである。ただし、個々の
含有率は定めない。

【００２９】

【発明の効果】この発明のノズル詰まり防止方法によれ
ば、加振装置である圧電素子を浸漬ノズルの周上に複数
配置し、各圧電素子に位相差を与えて交番電流を流すこ
とで浸漬ノズルに振動を加える。そして、この加振装置
による振動は、ちょうど偏心したノズルが回転する形と
なる。これにより、次に述べる利点が生じる。

【００３０】即ち、旋回運動であるため、浸漬ノズルに
亀裂が発生するなどの問題がない。

【００３１】また、自励振動を発生しても、ノズル折損
の恐れが小さく、振動数を幅広くとることができる。

【００３２】なお、この発明のノズル詰まり防止方法に
よる、振幅や振動数に対するノズル詰まり発生頻度を次
の表１および表２に、この発明のノズル詰まり防止方法
による、ノズルトラブル発生率を表３に示す。

【００３３】

【表１】

【００３４】

【表２】

【００３５】

【表３】

【００３６】この表３におけるCastは、連続鋳造でダミ
ーバースタートをした後、モールドの鋳込み終了迄の１
鋳込み機会（１鋳込み機会＝１Cast）のことである。通
常、１鋳込み機会で複数の鍋を鋳込み、四杯の鍋を鋳込
んだ場合に四連鍋、六杯の鍋を鋳込んだ場合に六連鍋と
呼ぶ。そして、１Castで各ストランド一本ずつ浸漬ノズ
ルを消費する。

【００３７】また、表３におけるStrandは、一つのタン
デッシュに対するモールドの数（ストランド数）であ
る。浸漬ノズルは一つのストランドに一本が対応するの
で、ノズル詰まりを考えた場合、ノズル一本あたりの溶
鋼通過量は鍋回数（連々指数）／ストランド数となる。

【００３８】そして、ノズル詰まりの有無は、スライデ
ィングゲートの開度チャートから判断する。この時に、
ノズル詰まりが有る回数が少数点となるのは、ノズル詰
まりの無いトライ（Cast）の方が圧倒的に多いから、沢
山のCastの平均値のデータを取るからである。

【００３９】なお、この発明のノズル詰まり防止方法
は、流体や粉体の輸送運搬に用いるパイプにも、応用す
ることがてきる。即ち、管壁での流動抵抗を減少し、管
内での流体の付着や粉体の堆積を防止することができ
る。また、振動パターンによって、流量や流速を制御す
ることも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a) はこの発明のノズル詰まり防止方法を用い
る連続鋳造設備を示す概略断面図で、(b) は(a) のＡ部
拡大断面図で、(C) は(b) のＢ−Ｂ線断面図である。

【図２】この発明のノズル詰まり防止方法における浸漬
ノズルの微少変位状態と、この時の各圧電素子に流れる
交番電流の電圧変化を示す概略変化図である。

【符号の説明】

１…浸漬ノズル、２…支持具、３…圧電素子、４…加振
装置、５…タンデッシュ、６…スライディングゲート、
７…モールド、８…パウダー、９…鋳片、10…高周波発
振装置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】連続鋳造用浸漬ノズルの胴部外周面に、
少なくとも二個の圧電素子を、円周方向へ等間隔で取り
付けると共に、前記圧電素子にはノズルを取り囲んだ各
素子間で位相を一定量ずつずらして交番電流を流し、この各圧電素子間で位相をずらした交番電流によって、
浸漬ノズルの微少変位が回転するような振動を加えられ
るようにして、前記各圧電素子で加振装置を構成し、前記加振装置によって浸漬ノズルへ加えられる、微少変
位が回転する振動で、前記浸漬ノズルのノズル詰まりを
防止することを特徴とする連鋳用浸漬ノズルのノズル詰
まり防止方法。