JPH06344098A - 注入溶鋼流のシール方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レードルの底部に配置された下ノズルから溶
鋼をタンディッシュに注入する際における注入溶鋼流の
シール方法およびシール装置を提供する。 【構成】 溶鋼を収容するレードル１の底部に配置され
た下ノズル３から溶鋼を下ノズル３の下方に配置された
タンディッシュ13に注入する際における注入溶鋼流12の
シール方法。下ノズル３の外周に設置した不活性ガス吹
き込み口４から不活性ガスを旋回流として吹き込み、吹
き込んだ不活性ガスを注入溶鋼流12にらせん状に巻き付
ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レードルの底部に配置
された下ノズルから溶鋼をタンディッシュに注入する際
における注入溶鋼流のシール方法およびシール装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、清浄鋼を製造するに際して
は、大気中からの酸化による介在物発生を防止すること
が必須である。このために、レードルからタンディッシ
ュに溶鋼を注入する際に、周囲雰囲気からの酸化を防止
するために、Arガス、N₂ガス等の不活性ガス（以下同
じ）を溶鋼注入管内へ充填する対策が採用されてきた。

【０００３】従来、一般に溶鋼注入管内をArガスでシー
ルする場合、注入管上部、例えばレードルの底部に設け
られている蓋部、いわゆる陣笠部に不活性ガス吹き込み
部を設置して注入管内にArガスを噴出・供給している。

【０００４】しかし、従来から行われていたこのような
方法では、近年要望されている清浄鋼を製造することは
できず、より一層の改善が要望されている。そこで、よ
り清浄度が向上した鋼を製造するため、従来より改善策
が検討・提案されている。

【０００５】図６は、特開昭62−81253 号公報により提
案された、注入溶鋼流のシール方法および装置の概略を
示す説明図である。同図において、レードルの底部60に
配置された下ノズル61から溶鋼を注入溶鋼流62としてタ
ンディッシュに注入する際における注入溶鋼流62のシー
ル方法であって、下ノズル61の上部、例えばレードルの
ノズル部分に設けられている蓋部、いわゆる陣笠64から
下方に向けて不活性ガス案内管63を下方に延設し、その
先端の不活性ガス吹き込み口66から注入溶鋼流62の落下
部付近へ不活性ガスを吹き付けることにより溶鋼の酸化
を防止して、清浄鋼を製造する方法および装置が提案さ
れている。なお、図６において、符号65は不活性ガス供
給口を、符号67は中間リングを、それぞれ示す。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
62−81253 号公報により提案された注入溶鋼流のシール
方法および装置では、確実に所望の清浄度を有する鋼を
製造することはできない。

【０００７】図７は、タンディッシュ溶鋼表面での注入
溶鋼流71の近傍において、不活性ガス案内管70から不活
性ガスの速度分布を示す説明図である。図７において、
破線矢印は侵入する大気の流れを示し、実線矢印は不活
性ガスの流れを示す。

【０００８】同図において、タンディッシュ溶鋼表面に
吹き込まれた不活性ガスのタンディッシュ溶鋼表面から
Ｘの地点を基準点とした速度分布は実線矢印で示すよう
になると考えられる。不活性ガスは全体的にタンディッ
シュ注入管内72を上昇しているが、注入溶鋼流に近づく
につれて注入溶鋼流の影響を受けて徐々に不活性ガスの
上昇速度は低下し、最も近傍の付近では下向きに流れる
と考えられる。したがって、この部分にレードルおよび
タンディッシュ間の隙間から侵入した大気が注入溶鋼流
71にを巻き込まれ、溶鋼中に介在物が発生すると考えら
れる。

【０００９】ここに、本発明の目的は、レードルの底部
に配置された下ノズルから溶鋼をタンディッシュに注入
する際における注入溶鋼流のシール方法およびシール装
置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】ここに、本発明の要旨と
するところは、図１に示すように、溶鋼を収容するレー
ドル１の底部に配置された下ノズル３から溶鋼を下ノズ
ル３の下方に配置されたタンディッシュ11に注入する際
における注入溶鋼流12のシール方法であって、下ノズル
３の外周に設置した不活性ガス吹き込み口４から不活性
ガスを旋回流として吹き込み、吹き込んだ不活性ガスを
注入溶鋼流12にらせん状に巻き付けることを特徴とする
注入溶鋼流のシール方法である。

【００１１】なお、図１において、符号２はスライディ
ングノズルを、符号６はレデューサを、符号７は不活性
ガス供給口を、符号８は陣笠を、符号９は中間リング
を、符号10はタンディッシュ注入管を、さらに符号13は
タンディッシュ溶鋼表面をそれぞれ示す。

【００１２】また、別の面からは、本発明は、図１にお
いて、レードル１から下ノズル３を介してタンディッシ
ュ11に注入される溶鋼の周囲雰囲気からの酸化を防止す
る注入溶鋼流12のシール装置であって、(i) 下ノズル３
の周囲に配置されて注入溶鋼流12の周囲へ不活性ガスを
吹き込む不活性ガス吹き込み部４と、(ii)不活性ガス吹
き込み部４の内部に設置され、吹き込まれた不活性ガス
を旋回流に変化させる旋回羽根５とを備えたことを特徴
とする注入溶鋼流のシール装置である。

【００１３】すなわち、レードル１の底部にスライディ
ングノズル２を介して設けた下ノズル３の外周に旋回羽
根５を備えた不活性ガス吹き込み装置４を密着させる。
そして、不活性ガス供給口７から供給された不活性ガス
は、旋回羽根５を通過することによって旋回流となり、
レデューサー６によって増速され、注入溶鋼流12をシー
ルするように流下する。注入溶鋼流12は陣笠８、中間リ
ング９、タンディッシュ注入管10によって周囲雰囲気と
遮断され、タンディッシュ注入管10の下部は定常操業時
には溶鋼に浸漬されており、タンディッシュ11内部とも
遮断されている。したがって、本発明によれば、注入溶
鋼流のシールを確実に行うことができる。

【００１４】図２は、本発明にかかるシール装置におい
て用いる旋回羽根20の一例の近傍を拡大して示す説明図
であり、下ノズル23の周囲に設けられた不活性ガス吹き
込み部21に不活性ガス供給口22から不活性ガスを吹き込
む。

【００１５】図３は、ノズル23を取り囲んで設けた旋回
羽根30の構造例を一部破壊して示す斜視図である。中空
パイプである本体30に旋回羽根30を取り付け、これに下
ノズル23を差し込み、不活性ガス吹込み部を構成する。
旋回羽根30は、本体31の回転軸に対して斜めに複数設置
されている。旋回羽根の設置数、回転軸に対する斜行角
度、各旋回羽根間の距離等を特定の範囲に限定する必要
があるものではない。例えば、旋回羽根の設置数：８〜
12個、回転軸に対する斜行角度：30〜60度、各旋回羽根
間の距離：15〜30mm程度を例示することができる。その
ため、図２において、吹き込まれた不活性ガスは旋回流
となって、注入溶鋼流の周囲をらせん状に旋回しなが
ら、注入溶鋼流をシールする。

【００１６】図４は、特開昭62−81253 号公報により提
案された従来法、下ノズルの近傍から鉛直下方に不活性
ガスを吹き込む比較法、および本発明法をそれぞれ比較
して示す説明図であり、それぞれ図４(a) 、図４(b) 、
図４(c) に対応する。なお、図４(a) ないし図４(c) に
おいて、符号42は陣笠を、符号43は中間リングを、符号
44はタンディッシュ上面、符号45はタンディッシュ注入
管を、符号46はタンディッシュ内溶鋼表面をそれぞれ示
す。

【００１７】また、図５は、タンディッシュ溶鋼表面の
近傍における不活性ガスおよび侵入大気のそれぞれの流
れを、特開昭62−81253 号公報により提案された従来
法、下ノズルの近傍から鉛直下方に不活性ガスを吹き込
む比較法、および本発明法について示す説明図であり、
それぞれ図５(a) 、図５(b) 、図５(c) に対応する。破
線矢印は侵入する大気の流れを示し、実線矢印は不活性
ガスの流れを示す。また、符号51はタンディッシュ注入
管を、符号52はタンディッシュ溶鋼表面を、符号53は注
入溶鋼流をそれぞれ示す。

【００１８】図４(c) に示すように、本発明にかかる溶
鋼注入方法では、レードル底部40に設けた下ノズル40の
外周から不活性ガスを旋回させて吹き込む。溶鋼注入開
始点で下ノズル41の外周に取り付けた不活性ガス吹き込
み装置47から不活性ガスが注入溶鋼流の周囲に旋回流と
なって吹き込まれる。そして、図５(c) に示すように、
不活性ガスは旋回流となることにより、注入溶鋼流53に
完全に巻き付きシールすることができる。

【００１９】これに対し、図４(a) および図５(b) に示
す従来法では、前述のように注入溶鋼流53の下部におけ
る周囲雰囲気からの大気の巻き込みを防止することがで
きず、また図４(b) および図５(b) に示す比較法では、
不活性ガスを注入溶鋼流53に平行に吹き込むだけである
ため、タンディッシュ注入管45の下部に向かうにしたが
って溶鋼へのシール性が悪化し、周囲雰囲気からの大気
の巻き込みを防止することができない。このように、本
発明は、従来法または比較法に較べて確実に注入溶鋼流
をシールすることができる。

【００２０】

【作用】以下、本発明を作用効果とともに詳述する。本
発明では、不活性ガス吹き込み口から吹き込まれた不活
性ガスは、旋回流となって注入溶鋼流を完全にシールす
るようにして下方に流れるため、前述した特開昭62−81
253 号公報により提案された従来法では防ぐことができ
なかった注入溶鋼流の上部での大気の巻き込みを防止す
ることが可能となる。

【００２１】また、本発明によれば、不活性ガスを旋回
流とするため、従来の方法よりも注入溶鋼流へのシール
性を一層確実なものにすることができる。なお、本発明
で用いる旋回羽根としては、旋回羽根の設置数：10個、
回転軸に対する斜行角度：45度、各旋回羽根間の距離：
20mmの旋回羽根を例示することができる。さらに、本発
明を実施例を参照しながら詳述するが、これは本発明の
例示であり、これにより本発明が限定されるものではな
い。

【００２２】

【実施例】本発明についての実施例を図面とともに説明
する。図１に示す本発明にかかる注入溶鋼流の注入装置
を用いて、図４(c) に示す要領で、レードルからタンデ
ィッシュへの溶鋼 (低炭素鋼) の注入を行った。

【００２３】なお、この時に用いた旋回羽根５として
は、旋回羽根の設置数：10個、回転軸に対する斜行角
度：45度、各旋回羽根間の距離：20mmの旋回羽根を用い
た。また、注入時の条件を表１にまとめて示す。

【００２４】また、比較のため、図４(a) に示す従来
法、図４(b) に示す比較法を適用して、全く同一の溶鋼
(低炭素鋼) をレードルからタンディッシュへ注入し
た。このときの注入時の条件を表１にまとめて示す。注
入後の溶鋼中の酸素量を測定し、シール方法の違いに基
づいた酸素量の違いを測定した。結果を表１にまとめて
示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】表１から、本発明により高清浄度の溶鋼を
製造できたことがわかる。

【００２７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明により、レ
ードルからタンディッシュへの注入時における周囲雰囲
気からの大気巻き込みを低減し、溶鋼中の介在物の発生
を防止して高清浄度の溶鋼を容易かつ確実に製造するこ
とができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる注入溶鋼流のシール方法および
シール装置の説明図である。

【図２】本発明にかかる注入溶鋼流のシール装置で用い
る旋回羽根の構造を一部破壊して示す略式斜視図であ
る。

【図３】本発明にかかる注入溶鋼流のシール装置で用い
る旋回羽根の構造を示す正面図である。

【図４】図４(a) 、図４(b) 、図４(c) は、それぞれ、
特開昭62−81253 号公報により提案された従来法、下ノ
ズルの近傍から鉛直下方に不活性ガスを吹き込む比較
法、および本発明法を比較して示す説明図である。

【図５】図５(a) 、図５(b) 、図５(c) は、それぞれ、
タンディッシュ溶鋼表面の近傍における不活性ガスおよ
び侵入大気のそれぞれの流れを、特開昭62−81253 号公
報により提案された従来法、下ノズルの近傍から鉛直下
方に不活性ガスを吹き込む比較法、および本発明法につ
いて示す説明図である。

【図６】特開昭62−81253 号公報により提案された、注
入溶鋼流のシール方法および装置の概略を示す説明図で
ある。

【図７】タンディッシュ溶鋼表面での注入溶鋼流の近傍
において、不活性ガス案内管から不活性ガスの速度分布
を示す説明図である。

【符号の説明】

１：レードル、 ２：スライディングノズル、 ３：
下ノズル、４：不活性ガス吹き込み装置、５：旋回羽
根、 ６：レデューサー、７：不活性ガス供給口、
８：陣笠、 ９：中間リング、10：タンディ
ッシュ注入管、11：タンディッシュ、12：注入溶鋼流、
20：旋回羽根、 21：不活性ガス吹き込み部、 22：不
活性ガス吹き込み口、23：下ノズル、 30：旋回羽根、
31：本体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶鋼を収容するレードルの底部に配置さ
   れた下ノズルから前記溶鋼を前記下ノズルの下方に配置
   されたタンディッシュに注入する際における注入溶鋼流
   のシール方法であって、前記下ノズルの外周に設置した
   不活性ガス吹き込み口から不活性ガスを注入溶鋼流を取
   り巻く旋回流として吹き込み、吹き込んだ不活性ガスを
   前記注入溶鋼流にらせん状に巻き付けることを特徴とす
   る注入溶鋼流のシール方法。
2. 【請求項２】 レードルから下ノズルを介してタンディ
   ッシュに注入される溶鋼の周囲雰囲気からの酸化を防止
   する注入溶鋼流のシール装置であって、(i)前記下ノズ
   ルの周囲に配置されて前記注入溶鋼流の周囲へ不活性ガ
   スを吹き込む不活性ガス吹き込み部と、(ii)前記不活性
   ガス吹き込み部の内部に設置され、吹き込まれた不活性
   ガスを注入溶鋼流を中心として旋回流に変化させる旋回
   羽根とを備えたことを特徴とする注入溶鋼流のシール装
   置。