JPH06508067A - 溜堰 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、演壇（タンディツシュ）内に注湯される溶融金属の流れの衝撃を受止 めるべく演壇内に装着されるようにした注湯パッドに関する。本発明に係る注湯 バッドは、演壇内の金属浴内における乱流を抑制するように設計された形状の少 なくとも１つの上向きに突出するリッジを備えている。

背景となる技術 連続鋳造プロセスにおいて、溶融鋼は工場の製鋼施設にて製造される熱ロットバ ッチになって鋳造機械に供給される。各バッチは取鍋内に収容されるが、該取鍋 は炉からの溶融鋼を受取り、次に鋳造機械へと搬送される。

取鍋は鋳造機において演壇上に配置される。溶融鋼は次に取鍋の底部にあるノズ ルを経て演壇内へ注湯される。

１つの取鍋が空にされると、この取鍋は運び去られ、別の満杯の取鍋が演壇上の 位置へ搬送される。取鍋の移送中に、溶融鋼は演壇から鋳造機械内へ引込まれ続 ける。

かくして、別の満杯の取鍋が配置されて同取鍋への注湯が再び開始されるまで、 演壇内の溶融鋼のレベルが低下する。演壇の目的は、取鍋移送の間に生ずる溶融 鋼供給の不連続を吸収し、鋼の定常的な流れを連続鋳造機へ供給することである 。

溶融鋼の注湯の再開か取鍋搬送の後に行なわれる間においては、取鍋内の溶融鋼 のレベルが正常よりも低い場合に（例えば正常よりも１０％〜２５％低い）、新 しい取鍋から演壇への注湯速度に急激な増加がある。演壇内の溶融鋼のレベルが 低い場合における注湯流の衝撃は、演壇内のスラグと金属の界面における増大し た乱流を誘起せしめる。この乱流の増大により、溶融鋼が演壇から鋳造機内へ引 込まれる際に演壇スラグが溶融鋼に取込まれる事態が発生する。加えるに、高い 界面での乱流状態のため、演壇内の鋼上に保護被覆を維持することが不可能にな り、特に鋳造アルミギルド鋼クラスを鋳造する際に、鋼が著しく再酸化されるの を防止することが不可能となる。その結果、鋼の清浄度が劣化し、高級用途にお いては取鍋交換時に鋳造されるスラブは品質等級を下げる必要が出てくる。例え ば絞り並びにしごき加工される用途および露出される自動車の用途にとって清浄 度の要求は極めて高い。かくして各ヒートから得られる合計６〜７スラブ鋳造物 の内で取鍋交換時期における２つのスラブ鋳造物が品質低下するということは、 これらのきびしい用途に対して鋳造したままの材質の歩留りを（以後の損失分を 除いても）約７０％へ低下させるものである。

これらの問題点を克服するために、幾つかの製鋼メーカは前記の取鍋／演壇／モ ールドシステムに代って取鍋／取鍋／モールド又は取鍋／取鍋／演壇／モールド 又は取鍋／演壇／演壇／モールドシステムを用いている。しかしなから、これら のシステムは実施が困難かつ高価である。何故ならば、それらのシステムは大幅 な工場レイアウト修正を必要とするし、追加設備又は新規な設備を必要とするか らである。従って、取鍋／演壇／モールド鋳造システムのわく内で非定常な注湯 条件下に鋼の清浄度を改良することの出来る代替手段に対する大きなニーズが存 在している。

独国公開特許公報第２，６４３．００９号は、鋼の連続鋳造において用いられる 演壇のための耐火性はね上げ防止グリッドを開示している。このグリッドは、頂 部及び底部の両方が開口している箱形状チャンネルからなるハニカム材を備えて いる。グリッドの厚味は１０〜２゜０ＩＩ１１（好ましくは４０〜１００ｍ）で ある。チャンネルを形成するウェブは、上向き又は下向きに傾斜している。

取鍋からの鋼の流れがグリッドに衝突し、演壇内ではね上ったりはね跳んだりす るのが防止される。この文献のグリッドは、溶融鋼が演壇内のグリッドと最初に 衝突した時のはね上りを防止するように設計されており、本出願人の発明のよう に演壇内のレベルが比較的高いレベル（例えば１／２〜全高）において初期衝突 した後に乱流を抑制し且つスラグの巻込みを減少させるものと異なる。

この文献は、リッジの間隔がリッジの高さの少なくとも２倍あるようなものは開 示していない。

エフフレストン（Ｅｃｃｌｅｓｔｏｎ　）氏の米国特許第４，０４２，２２９号 は、溶融金属の流れを衝突領域に閉込めてはね上がりを最小に押えるための上側 梁２０を備えた温順を開示している。溶融金属は梁間に集積して、十分な量の金 属が注入されて該柔からあふれ出る迄、貯蔵される。梁はそれらが少なくとも部 分的に損耗するので、溶融金属が温順がら空にされるたびに取換えねばならない という点で使い捨て品であると言える。上記米国特許ははね上げを防止するため の梁を開示し、乱流を抑制する本出願人の発明と区別される。梁の間隔及び高さ は、上記特許に開示されていない。

デュシャトウ（Ｄｕｃｈａｔｅａｕ　）氏等の米国特許第４．　１７７．８５５ 号は、鋼の連続鋳造中に取鍋から温順へ調流が衝突する時の衝撃を吸収するため の平坦なパッドを開示している。この特許のパッドがリッジを備えていないのに 対し、本出願人のパッドは乱流を抑制するためのリッジを備えている。

ノイハウス（Ｎｅｕｈａｕｓ　）氏の米国特許第３，８８７゜１７１号は樋４を 備えた温順を開示しており、該樋は注湯チューブ６の外面とともに、高速流の鋼 が上向きに流れてスラブと軟接触して不純物をスラグ内に駆遂するための湯路を 形成している。Ｎｅｕｈａｕｓ氏の特許の樋は、演壇内のスラグと鋼の界面へと 延びており、本出願人発明のリッジの如く実質的により低い高さのものとは異な る。

上記特許はまた、不純物をさらにスラグ内へ駆遂するための乱流を誘起するバリ ア７をも開示している。このバリアは注湯流の領域から実質的な距離だけ変位し ており、本出願人発明のリッジとは異なる。更には、バリアの高さ及び間隔が開 示されていない。

リストフーバ−（Ｌｉｓｔｈｕｂｅｒ　）氏等の米国特許第３゜８６５．１７５ 号は、底近くに横方向開口を備えた鋳造用チューブ２８を持つ温順（第４図）を 開示している。

横方向開口からずれた位置にある肩３１は、液状鋼を上向きに偏向してその乱流 をコントロールされた範囲内に増大させ、スラグ又は鋳造粉末層内に波動を誘起 せしめている。鋼内に含まれる非常金属粒子は前記層内へ洗い流される。前述の 肩は少なくともＪａｎの高さを備えている。前記特許は本出願人の発明における ような乱流抑制のためのリッジを開示している訳でも無いし、乱流を抑制するた めの臨界範囲内のりッジ間隔を開示している訳でも無い。

ディープリッチ（Ｄｉｅｄｅｒｉｃｈ　）氏等の米国特許第４゜７１１．４２９ 号は、取鍋注湯流れの両側に隔置された壁にして、演壇内の金属の通常の深さの 少なくとも４０％の高さ迄上向きに延びる壁を備えた温順を開示している。壁は 、粉末化された合金添加物を該金属と混合するために、金属内に乱流を誘起せし める混合箱を形成している。この文献の混合箱壁は、乱流を抑制するというより は、むしろ乱流を誘起するために設計されている。更に、文献の壁は本出願人の 発明のりッジよりは背の高いものである。

関連のある他の文献は、米国特許第４，９９３．６９本発明によれば、演壇内で 用いる耐火性注湯パッドが提供される。注湯パッドは、溶融金属流を受取るパッ ドの表面から突出する複数個の主リッジ部分を備えている。

主リッジ部分は、溶融金属流か注湯パッドと衝突する地点と一致する中心点のま わりに同軸である。主リッジ部分は長手方向には、前記衝突地点から前記表面に 沿って、半径方向外向きに溶融金属の流れと実質的に直角をなす方向へ延びてい る。最も内側の主リッジ部分は、取鍋ノズルが完全開口している時に前記表面に 受け止められるべき溶融金属の流れの外側周縁から十分に隔置されており、垂直 方向からパッドの表面に平行な方向への流れの移送を可能にし、また、金属流が 最も内側の主リッジ部分と接触を行なう前に、前記方向への半径方向の壁ジェッ トの形成を可能にする。生りッジ部分の少なくとも１つは、前記中心点のまわり をほぼ３６０°にわたって延びている。主リッジ部分の高さは再循環のポケット を誘起するための範囲内にあり、溶融金属をその半径方向外向き流れから偏倚す ることなしに、乱流を散らすことが可能である。好ましくは、主リッジ部分の高 さは約６ＩｎＩＩＩから約８Ｍの範囲内である。更には、各々の半径方向外側主 リッジ部分の高さは次の隣接する内側主リッジ部分の高さよりも大きいことが好 ましい。隣接する主リッジ部分間の間隔にして、それらの頂部内側エツジ表面上 の対応する半径点間で測定した間隔は、隣接する主リッジ部分の内側の高さの少 なくとも２．０倍である。

本発明の注湯パッドは、演壇内の溶融金属の表面における乱流を抑制する。パッ ドは特に、順次に行なわれる連続鋳造の間に、注湯流れの中断が空の取鍋を温順 から取去って新しい満杯の取鍋を演壇上に配置するために生ずる時に、乱流を抑 制するのに効果的である。取去りの際、演壇内の溶融金属の高さは約１０〜２５ ％低下する。

新しい満杯の取鍋からの注湯が再開されると、本発明の注湯パッドは乱流を抑制 し、スラグが溶融された金属表面に取込まれることを減少する。

図面の簡単な説明 第１図は慣用の温順の側方立断面図、 第２図は慣用の温順の平面図、 第３図は本発明に係る注湯パッドの平面図、第４図は第３図のＩ’ｉ’−ＩＶに 沿った断面図、第５図は本発明に係る注湯パッドの代替実施例の平面図、 第６図は第５図のＶＩ−ＶＩに沿った拡大断面図である。

発明の実施態様 第１図及び第２図を参照すると、油種１０は鋼殻１２、耐火床１４、耐火壁１６ 及び溶融金属を連鋳機モールド（図示せぬ）へ移入するためのノズルを備えてい る。油種の床内には耐火注湯パッド１８が装着され、取鍋２２からの注湯流れ２ ０の衝撃を受け止める。

本発明によると、第３図及び第４図に示すように、注湯パッド１８は複数個のリ ッジ部分を備えており、これらには第１の主リッジ部分２３とパッドの上側表面 から突出する第２のリッジ部分２４とが含まれている。生りッジ部分は約６Ｍか ら約８１１１１の範囲内の高さを持つ。半径方向外側の第２の主リッジ部分２４ の高さは、第１の主リッジ部分２３の高さよりも大きい。溶融金属の表面におけ る乱流を効果的に抑制するためには、隣り合う主リッジ部分間の間隔がそれらの 内側エツジ表面と対応する半径方向点間で測った場合、隣り合う内側の主リッジ 部分の高さの少なくとも２．０倍あることが必要である。

最内側の主リッジ部分は、溶融金属流の衝撃中心点から進入溶融金属流の半径の ０．７５倍を越えない距離だけ隔置されているのが好ましい。前記流れの半径は 取鍋ノズルの半径によって定まるか、もしも取鍋注湯チューブが前記流れを閉込 める場合には前記チューブの半径によって定まる。前述した高さ及び間隔の制限 内において追加の主リッジ部分を設けることか出来る。主リッジ部分はそれらの 背後に、溶融金属流が強力に循環するポケットを形成し、かくして溶融金属表面 へ向う反射又は偏向された高速ジェットの形成を防止する。前記主リッジ部分は それらの長手方向に曲線状の形状を備え、前記パッド表面近傍において、溶融金 属流の方向と実質的に垂直をなすように配向されている。この流れの方向は圧倒 的に半径方向であり、かくして前記主リッジ部分は同心円状となり、取鍋流れの 衝撃点にその中心を置く。最後に、同心状主リッジの中心点は絞りゲートが完全 に開口した時に取鍋注湯流れの中心と一致するように配置されている。かくすれ ば、取鍋の開口及び油種の再充填の際、注湯流れは最も内側の主リッジにより取 囲まれた領域内において、好ましくはその中心点においてパッドに衝突するので 、最大の乱流抑制効果を得ることが出来る。それ以後演壇内の鋼浴がその最大高 さ迄戻った時には、取鍋流れは再び絞られ、同流れは最早主リッジの中心にはぶ つからない。しかしながら、定常状態の鋳造作業中の乱流抑制は決定的重要性が より低いので、リッジに対する流れの衝突の位置が最適でなくとも顕著な影響は ない。

好ましくは、副リッジ部分が第３図及び第４図に２６゜２８及び３０で示す如く 設けられる。副リッジ部分の高さは主リッジ部分の高さよりも低く、近接する外 側の主リッジ部分の高さの２５〜７５％の範囲にあることが好ましい。副リッジ 部分は近接するりッジ部分の間において、好ましくは等間隔で配置される。追加 の副リッジ部分を最内側リッジ部分の内側に、また最外側主リッジ部分の外側に それぞれ２６及び３０の如く設けることも出来る。副リッジ部分は主リッジ部分 間に誘起される再循環流のポケット内の溶融金属を修整し、乱流抑制の効率を増 大せしめる。

また、好ましい形態では、複数個の半径方向リッジ部分３２，３４．３６及び３ ８が設けられる。半径方向リッジ部分は、取鍋流れの不整合状態から生ずる、す なわち垂直方向に関し角度をなして中心点から半径方向に外れることにより生ず る溶融金属の渦流を矯正する。これは、取鍋流れの不整合によるそのような溶融 金属の渦流によって生ずるであろう乱流を抑制する。

主、副及び半径方向リッジ部分の横断面形状は好ましくは四角形乃至長方形で、 側壁と上側エツジ表面の結合部に鋭いコーナを有していることが好ましい。製作 を容易にするためには、幾分の曲率が必要である。しかしながら、約３．１順の 最大コーナ半径が、殆んどの効率的な乱流抑制にとって望ましい。横断面形状が 丸味を帯びていると、パッドの性能が著しく劣化する。更には、製作上の理由に より、側壁にわずかな外向きテーパが必要である。

第５図及び第６図を参照すると、代替実施例が図示されており、同実施例におい ては注湯パッド５０が第１の主リッジ部分５２、第２の主リッジ部分５４及び第 ３の主リッジ部分５６を備えている。第１の主リッジ部分は点５８から点６０へ 延びている。第２の主リッジ部分は点６０から点６２へ延びており、第３の主リ ッジ部分が点６２から点６４へ延びている。３つの主リッジ部分は合わせて１つ の連続かつ対数状らせんを形成し、同らせんは次式によって定義される。

ここにｒ＝インチで表わした半径 この公式に従う対数状らせんの主リッジ間の間隔は、５０．８ｍｍ〜７６．２ｍ ｍ　（２，０〜３．０インチ）の範囲内である。３つの主リッジ部分の高さは、 弧の長さとともに、点５９における６、２ａｍ（０，２５インチ）から点６４に おける６３．５ｍｍ（２，５インチ）へと直線状に増大する。リッジの高さは製 造の容易さを考慮して点５９における６、２ｍ＋＊（０，２５インチ）から点５ ８におけるゼロへと傾斜している。リッジはそれらの頂部表面６８において３８ ．１ｍｍ（１，５インチ）の厚さであり、それらの底部７０（第６図）において ４４．０ｍ（１，１５インチ）である。前述の実施例におけるリッジ部分と同様 に複数個の半径方向リッジ部分６６も設けられている。

産業上の適用性 本発明に係る油種乱流抑制パッドは溶融金属の鋳造に用いられる油種、特に溶融 鋼並びに他の金属の連続鋳造において用いられる演壇に適用可能である。

国際調査報告

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. １．金属供給容器であって、該供給容器内に溶融金属を収容するための耐火性床 並びに耐火性壁と、前記容器から溶融金属を排出するため前記耐火性床内に装着 されたノズルと、前記容器内の床内に装着された耐火性パッドで、溶融金属の流 れを受取るための表面を備えるパッドとを有し、前記表面は該表面の中心点のま わりに同心状に配置された複数個の突出する主リッジ部分を有し、前記主リッジ 部分は前記中心点に関して略直角をなす方向へ縦に延び、前記主リッジ部分の少 なくとも１つは前記中心点のまわり３６０°にわたって長手方向に延びており、 前記主リッジ部分の高さは約６ｍｍから約８０ｍｍの範囲内にあり、隣接する主 リッジ部分間の半径方向間隔で、前記主リッジ部分の内側エッジ表面間において 、かつ前記主リッジ部分上の対応する半径方向地点間で測定した半径方向間隔は 隣接する主リッジ部分の内側の高さの少なくとも２．０倍あり、前記主リッジ部 分は溶融金属内に半径方向壁ジェットの形成を許容し、溶融金属内の乱流を放散 せしめる金属供給容器。
2. ２．請求項１に記載の金属供給容器において、各半径方向外側主リッジ部分の高 さが隣接する内側の主リッジ部分の高さよりも大きいことを特徴とする金属供給 容器。
3. ３．請求項１に記載の金属供給容器において、前記主リッジ部分はほぼ平坦な上 側及び側壁表面を備え、各側壁表面は上側表面に対してほぼ直角に該上側表面と 結合していることを特徴とする金属供給容器。
4. ４．請求項１に記載の金属供給容器において、更に前記主リッジ部分の中間に位 置する複数個の副リッジ部分が設けられ、該副リッジ部分の高さは前記主リッジ 部分の高さの１〜７５％の範囲内にあることを特徴とする金属供給容器。
5. ５．請求項３に記載の金属供給容器において、最内側主リッジ部分の内側にある 任意の副リッジの高さが最内側主リッジ部分の高さの５０％を越えないことを特 徴とする金属供給容器。
6. ６．請求項１に記載の金属供給容器において、隣接する主リッジ部分間を延びる 複数個の隔置された半径方向リッジ部分が設けられていることを特徴とする金属 供給容器。
7. ７．請求項１に記載の金属供給容器において、前記主リッジ部分が円形であるこ とを特徴とする金属供給容器。
8. ８．請求項１に記載の金属供給容器において、前記リッジ部分はらせん形状を形 成するように端部同士を結合されていることを特徴とする金属供給容器。
9. ９．請求項８に記載の金属供給容器において、前記主リッジ部分の高さが該主リ ッジ部分の全長に沿って、中心点近傍の下側端部からより高い端部へと半径方向 外向きに漸増していることを特徴とする金属供給容器。
10. １０．請求項４に記載の金属供給容器において、前記副リッジ部分が全て同一高 さであることを特徴とする金属供給容器。
11. １１．請求項４に記載の金属供給容器において、各半径方向外側の副リッジの高 さが次の内側副リッジ部分よりも大きいことを特徴とする金属供給容器。
12. １２．請求項４に記載の金属供給容器において、前記副リッジ部分の高さは主リ ッジ部分の高さの３５〜６５％の範囲内にあることを特徴とする金属供給容器。
13. １３．金属供給容器であって、該供給容器内に溶融金属を収容するための耐火性 床並びに耐火性壁と、前記容器から溶融金属を排出するため前記耐火性床内に装 着されたノズルと、前記容器内の床内に装着された耐火性パッドにして溶融金属 の流れを受取るための表面を備えるパッドとを有し、前記表面はその中心点のま わりに同心状に配置された複数個の突出する主リッジ部分を備え、前記主リッジ 部分は前記中心点に関して略直角をなす方向へ縦に、かつ前記中心点から半径方 向外向きに延びており、前記主リッジ部分の少なくとも１つは前記中心点のまわ りを長手方向に３６０°延びており、前記主リッジ部分の高さは約６ｍｍから約 ８０ｍｍの範囲内にあり、各半径方向外側の主リッジ部分の高さは隣接する内側 主リッジ部分の高さよりも大きく、隣接する主リッジ部分の、これら主リッジ部 分の頂部内側エッジ表面間においてかつこれら主リッジ部分上の対応する半径方 向地点において測定した半径方向間隔は前記隣接する主リッジ部分の内側のもの の高さの少なくとも２．０倍であり、前記主リッジ部分は溶融金属内の半径方向 壁ジェットの形成を許容し、前記溶融金属内の乱流を放散せしめていることを特 徴とする金属供給容器。
14. １４．請求項１３に記載の金属供給容器において、前記主リッジ部分の高さが約 ６ｍｍから約８０ｍｍの範囲内にあることを特徴とする金属供給容器。
15. １５．請求項１３に記載の金属供給容器において、前記主リッジ部分はほぼ平坦 な上側及び側壁表面を備え、各側壁表面は前記上側表面に対してほぼ直角に該上 側表面と結合していることを特徴とする金属供給容器。
16. １６．請求項１３に記載の金属供給容器において、更に複数個の副リッジ部分が 主リッジ部分中間に配置され、前記副リッジ部分の高さは主リッジ部分の高さの １〜７５％の範囲内にあることを特徴とする金属供給容器。
17. １７．請求項１３に記載の金属供給容器において、更に複数個の隔置された半径 方向リッジ部分が隣接する主リッジ部分間に延びていることを特徴とする金属供 給容器。
18. １８．請求項１７に記載の金属供給容器において、最内側主リッジ部分の内側に ある任意の副リッジの高さは最内側主リッジ部分の高さの５０％を越えないこと を特徴とする金属供給容器。
19. １９．請求項１３に記載の金属供給容器において、前記主リッジ部分が円形であ ることを特徴とする金属供給容器。
20. ２０．請求項１３に記載の金属供給容器において、前記主リッジ部分はらせん形 状を形成するように端部同士を結合されていることを特徴とする金属供給容器。
21. ２１．請求項２０に記載の金属供給容器において、前記主リッジ部分の高さは該 主リッジ部分の全長に沿って、中心点近傍の下側端部から半径方向外向きのより 高い端部へと漸増していることを特徴とする金属供給容器。
22. ２２．請求項１７に記載の金属供給容器において、前記副リッジ部分が全て同一 の高さであることを特徴とする金属供給容器。
23. ２３．請求項１７に記載の金属供給容器において、各半径方向外側の副リッジ部 分の高さは次の内側副リッジ部分の高さよりも大きいことを特徴とする金属供給 容器。
24. ２４．請求項１７に記載の金属供給容器において、前記副リッジ部分の高さが前 記主リッジ部分の高さの３５〜６５％の範囲内にあることを特徴とする金属供給 容器。