JPH0673725B2 - 浸漬ノズル及びそれを用いた連続鋳造方法 - Google Patents
浸漬ノズル及びそれを用いた連続鋳造方法Info
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- JPH0673725B2 JPH0673725B2 JP1085992A JP8599289A JPH0673725B2 JP H0673725 B2 JPH0673725 B2 JP H0673725B2 JP 1085992 A JP1085992 A JP 1085992A JP 8599289 A JP8599289 A JP 8599289A JP H0673725 B2 JPH0673725 B2 JP H0673725B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、表面性状が良好な鋳片を、高速かつ安定して
製造することができる電磁撹拌を伴う連続鋳造に使用す
る浸漬ノズル及びそれを用いた連続鋳造方法に関するも
のである。
製造することができる電磁撹拌を伴う連続鋳造に使用す
る浸漬ノズル及びそれを用いた連続鋳造方法に関するも
のである。
（従来の技術） 連続鋳造ではタンディッシュから鋳型への注入流の二次
酸化を防止し、鋳片の表面品質をよくするために、例え
ば第10図に示すような上端および下端が開口した管状の
浸漬ノズル１が用いられている。そして、このような浸
漬ノズル１を用いた連続鋳造は次のようにして行われ
る。
酸化を防止し、鋳片の表面品質をよくするために、例え
ば第10図に示すような上端および下端が開口した管状の
浸漬ノズル１が用いられている。そして、このような浸
漬ノズル１を用いた連続鋳造は次のようにして行われ
る。
第11図は、一般的な丸ビレット連続鋳造の鋳型付近を示
す概略断面図であり、前記浸漬ノズル１を用いてタンデ
ィッシュ内の溶融金属を鋳型４内に注入し、注入した溶
融金属５を鋳型４で冷却して、表面に凝固シェル７を形
成させる。このとき、鋳型４内の溶融金属５の表面は、
酸化防止と保温、鋳型と鋳片の間の潤滑、浮上した介在
物の捕捉等を行うためのパウダーで覆われている。な
お、第11図中２は未溶融パウダー、３は溶融パウダーを
示す。
す概略断面図であり、前記浸漬ノズル１を用いてタンデ
ィッシュ内の溶融金属を鋳型４内に注入し、注入した溶
融金属５を鋳型４で冷却して、表面に凝固シェル７を形
成させる。このとき、鋳型４内の溶融金属５の表面は、
酸化防止と保温、鋳型と鋳片の間の潤滑、浮上した介在
物の捕捉等を行うためのパウダーで覆われている。な
お、第11図中２は未溶融パウダー、３は溶融パウダーを
示す。
鋳型４により形成された内部が溶融状態の丸ビレット８
は、ひき続き下部のローラーエプロン帯において二次冷
却されて漸次凝固が進行し、ピンチロールにより下方に
連続して引き抜かれる。
は、ひき続き下部のローラーエプロン帯において二次冷
却されて漸次凝固が進行し、ピンチロールにより下方に
連続して引き抜かれる。
このような丸ビレットの連続鋳造では、中心偏析および
メニスカス部の皮張りを防止するために、通常は鋳型内
または鋳型下部に設置された電磁撹拌装置（以下「EM
S」と略す）６で、溶融金属５を撹拌して流動させてい
る。しかし、EMS6で鋳型４内の溶融金属５に回転を与え
ると、第11図のメニスカス部近傍の一部拡大図である第
12図に示すように、浸漬ノズル１と鋳型４との間におけ
る湯面の高さに差が生じる。即ち、遠心力によってメニ
スカス部の溶融金属５が浸漬ノズル１と接触する部分
（第12図におけるＡ部）の湯面が下降して溶融金属５と
鋳型４とが接触する部分（同じくＢ部）の湯面が高くな
る。このため、このＢ部ではパウダーのプール厚が薄く
なり、高速鋳造時など湯面変動が伴った場合には、溶融
金属５が未溶融パウダー２と接触を起こし、丸ビレット
８の表面に未溶融パウダー２をかみ込んだり、未溶融パ
ウダー２が溶融する際に発生するガスを巻き込んだりす
る。
メニスカス部の皮張りを防止するために、通常は鋳型内
または鋳型下部に設置された電磁撹拌装置（以下「EM
S」と略す）６で、溶融金属５を撹拌して流動させてい
る。しかし、EMS6で鋳型４内の溶融金属５に回転を与え
ると、第11図のメニスカス部近傍の一部拡大図である第
12図に示すように、浸漬ノズル１と鋳型４との間におけ
る湯面の高さに差が生じる。即ち、遠心力によってメニ
スカス部の溶融金属５が浸漬ノズル１と接触する部分
（第12図におけるＡ部）の湯面が下降して溶融金属５と
鋳型４とが接触する部分（同じくＢ部）の湯面が高くな
る。このため、このＢ部ではパウダーのプール厚が薄く
なり、高速鋳造時など湯面変動が伴った場合には、溶融
金属５が未溶融パウダー２と接触を起こし、丸ビレット
８の表面に未溶融パウダー２をかみ込んだり、未溶融パ
ウダー２が溶融する際に発生するガスを巻き込んだりす
る。
更に、第12図におけるＣ部に示すように、溶融金属５に
回転力が加えられているため、溶融金属５と溶融パウダ
ー３との間の摩擦により、溶融パウダー３が剥離し、溶
融金属５中に巻き込まれる。これが浸漬ノズル１からの
吐出噴流に衝突して鋳片の凝固シェル７側に捕捉された
りする。なお、第12図中11は剥離したパウダーを示す。
回転力が加えられているため、溶融金属５と溶融パウダ
ー３との間の摩擦により、溶融パウダー３が剥離し、溶
融金属５中に巻き込まれる。これが浸漬ノズル１からの
吐出噴流に衝突して鋳片の凝固シェル７側に捕捉された
りする。なお、第12図中11は剥離したパウダーを示す。
以上の結果、鋳片の表面性状が悪化して、手入れ率の増
大や製品に疵が発生したりする問題が起こる。
大や製品に疵が発生したりする問題が起こる。
しかして、かかる問題の解消には、電磁撹拌を強くする
方法（山口ら：「材料とプロセス」、Vol.1（1988）、P
312）、あるいは鋳型のテーパを強化する方法（櫛田
ら：「材料とプロセス」、Vol.1（1988）、P313）、が
有効であるとの報告がある。
方法（山口ら：「材料とプロセス」、Vol.1（1988）、P
312）、あるいは鋳型のテーパを強化する方法（櫛田
ら：「材料とプロセス」、Vol.1（1988）、P313）、が
有効であるとの報告がある。
（発明が解決しようとする課題） しかし、電磁撹拌力あるいは鋳型のテーパを変更するだ
けでは、パウダーの溶融プール厚さの不均一を軽減し、
溶融パウダーの剥離による巻き込みを解消することは難
しい。このため、パウダーのかみ込みやピンホール等の
表面疵の発生を余儀なくされている。
けでは、パウダーの溶融プール厚さの不均一を軽減し、
溶融パウダーの剥離による巻き込みを解消することは難
しい。このため、パウダーのかみ込みやピンホール等の
表面疵の発生を余儀なくされている。
本発明は、電磁撹拌によって生じる、 メニスカス部での鋳型側パウダー溶融プール厚の減
少、 溶融パウダーの剥離による巻込み、 を解消することができる連続鋳造に使用する浸漬ノズル
と、この浸漬ノズルを用いて表面性状に優れた鋳片を鋳
込むことができる連続鋳造方法を提供することにある。
少、 溶融パウダーの剥離による巻込み、 を解消することができる連続鋳造に使用する浸漬ノズル
と、この浸漬ノズルを用いて表面性状に優れた鋳片を鋳
込むことができる連続鋳造方法を提供することにある。
（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明に係る浸漬ノズルは、
該浸漬ノズルの鋳型内溶融金属中に浸漬される下端部分
で、かつ、溶融金属の吐出口から60mm以上上方の位置全
周にフランジを設けたこととしている。
該浸漬ノズルの鋳型内溶融金属中に浸漬される下端部分
で、かつ、溶融金属の吐出口から60mm以上上方の位置全
周にフランジを設けたこととしている。
また本発明に係る連続鋳造方法は、溶融金属を電磁撹拌
しつつ連続鋳造する方法において、前記した本発明の浸
漬ノズルのフランジがメニスカス上の溶融パウダーより
下方に位置するように浸漬させた状態で鋳型内に溶融金
属を注入し、電磁撹拌することとしている。
しつつ連続鋳造する方法において、前記した本発明の浸
漬ノズルのフランジがメニスカス上の溶融パウダーより
下方に位置するように浸漬させた状態で鋳型内に溶融金
属を注入し、電磁撹拌することとしている。
（作 用） 鋳片の表面疵を防止するには、先に説明したように下記
の二点が重要である。
の二点が重要である。
メニスカス部鋳型側のパウダー溶融プール厚の増
加。
加。
剥離による溶融パウダー巻込みの防止。
従って、この二点の達成を目的として、本発明者らが水
モデル試験（鋳型部の内径：φ210mm、パウダー代替
品：シリコンオイル、パウダーの平均厚さ:12mm、水供
給量:62.3/min）によってメニスカス部鋳型側パウダ
ー厚さとパウダー巻込み挙動に及ぼすノズル形状、すな
わちフランジ10の有無、フランジ10の突出高さａと浸漬
ノズル９の下端からの距離ｂの影響を検討した（第１図
参照）。
モデル試験（鋳型部の内径：φ210mm、パウダー代替
品：シリコンオイル、パウダーの平均厚さ:12mm、水供
給量:62.3/min）によってメニスカス部鋳型側パウダ
ー厚さとパウダー巻込み挙動に及ぼすノズル形状、すな
わちフランジ10の有無、フランジ10の突出高さａと浸漬
ノズル９の下端からの距離ｂの影響を検討した（第１図
参照）。
第２図は、本発明浸漬ノズル９を使用した時の径方向の
パウダー厚分布とパウダー巻込み挙動の概略を示す模式
図である。
パウダー厚分布とパウダー巻込み挙動の概略を示す模式
図である。
第２図より明らかなように本発明浸漬ノズル９を使用す
ることにより、鋳型内流動が改善される。すなわち、電
磁撹拌によって起こるメニスカス部の浸漬ノズル９の近
傍と鋳型４側との湯面高さがほぼ等しくなり、パウダー
の溶融プール厚が均一になって鋳型側パウダー厚ｄが増
大するとともに、剥離によるパウダー巻込みが低減され
る。
ることにより、鋳型内流動が改善される。すなわち、電
磁撹拌によって起こるメニスカス部の浸漬ノズル９の近
傍と鋳型４側との湯面高さがほぼ等しくなり、パウダー
の溶融プール厚が均一になって鋳型側パウダー厚ｄが増
大するとともに、剥離によるパウダー巻込みが低減され
る。
これは第２図における浸漬ノズル９のフランジ10によ
り、浸漬ノズル９近傍の溶鋼流の下降が抑制されるから
と推測される。
り、浸漬ノズル９近傍の溶鋼流の下降が抑制されるから
と推測される。
第３図と第４図に本発明浸漬ノズル９と通常ノズル１を
使用した時の鋳型側パウダー厚とパウダー巻込み頻度の
電磁撹拌強度による変化を示す。
使用した時の鋳型側パウダー厚とパウダー巻込み頻度の
電磁撹拌強度による変化を示す。
本発明浸漬ノズル９を使用することにより、鋳型側パウ
ダー厚が増加し（第３図参照）、パウダー巻込み頻度が
減少することがわかる（第４図参照）。
ダー厚が増加し（第３図参照）、パウダー巻込み頻度が
減少することがわかる（第４図参照）。
次に、本発明浸漬ノズル９におけるフランジ10の突出高
さａと浸漬ノズル９の下端からの距離ｂが、鋳型側パウ
ダー厚とパウダー巻込み挙動に及ぼす影響を第５図〜第
８図に示す。
さａと浸漬ノズル９の下端からの距離ｂが、鋳型側パウ
ダー厚とパウダー巻込み挙動に及ぼす影響を第５図〜第
８図に示す。
これら図面より、フランジ10の突出高さａが大きくなる
程鋳型側パウダー厚ｄが増大し（第５図参照）、パウダ
ー巻込み頻度が減少すること（第６図参照）、また浸漬
ノズル９の下端、すなわち吐出口9aからの距離ｂが大き
くなる程パウダー厚ｄが増大し（第７図参照）、パウダ
ー巻込み頻度が減少すること（第８図参照）が判る。
程鋳型側パウダー厚ｄが増大し（第５図参照）、パウダ
ー巻込み頻度が減少すること（第６図参照）、また浸漬
ノズル９の下端、すなわち吐出口9aからの距離ｂが大き
くなる程パウダー厚ｄが増大し（第７図参照）、パウダ
ー巻込み頻度が減少すること（第８図参照）が判る。
これより、フランジ10の突出高さａは大きいほど浸漬ノ
ズル９の近傍の溶鋼流の降下抑制に効果的である。また
フランジ10の位置は、浸漬ノズル９の吐出口9aからの距
離ｂが大きいほど、すなわちメニスカス部に近いほど、
フランジ10より上方、すなわち溶融パウダーの下降流抑
制に効果的であり、第４図及び第８図より表面性状を考
慮し、浸漬ノズル９の吐出口9aからフランジ10までの距
離ｂを60mm以上とした。
ズル９の近傍の溶鋼流の降下抑制に効果的である。また
フランジ10の位置は、浸漬ノズル９の吐出口9aからの距
離ｂが大きいほど、すなわちメニスカス部に近いほど、
フランジ10より上方、すなわち溶融パウダーの下降流抑
制に効果的であり、第４図及び第８図より表面性状を考
慮し、浸漬ノズル９の吐出口9aからフランジ10までの距
離ｂを60mm以上とした。
しかし、実機においてはフランジ10に溶融パウダー部が
達すると、溶融パウダー３によりこのフランジ10が侵食
されて効果がなくなるため、溶融パウダー３部がフラン
ジ10に達しないように、溶融金属中に深く浸漬し、かつ
電磁撹拌しなければならない。
達すると、溶融パウダー３によりこのフランジ10が侵食
されて効果がなくなるため、溶融パウダー３部がフラン
ジ10に達しないように、溶融金属中に深く浸漬し、かつ
電磁撹拌しなければならない。
また、フランジ10の突出高さａが大き過ぎると、フラン
ジ10より上方の溶鋼流の流速が強度に抑制されるため、
溶鋼の温度低下を来たし、十分な溶融パウダーが得られ
ず未溶融パウダーが多くなって十分な鋳型の湿潤が得ら
れなくなってしまう。
ジ10より上方の溶鋼流の流速が強度に抑制されるため、
溶鋼の温度低下を来たし、十分な溶融パウダーが得られ
ず未溶融パウダーが多くなって十分な鋳型の湿潤が得ら
れなくなってしまう。
このようにして鋳造した、表面に凝固シェル層の形成し
た内部が溶融状態である鋳片を、従来と同様に下部のロ
ーラーエプロン帯において二次冷却して凝固を進行さ
せ、ピンチロールにより下方に連続して引き抜けば、表
面性状に優れた鋳片を高速で得ることができる。
た内部が溶融状態である鋳片を、従来と同様に下部のロ
ーラーエプロン帯において二次冷却して凝固を進行さ
せ、ピンチロールにより下方に連続して引き抜けば、表
面性状に優れた鋳片を高速で得ることができる。
（実施例） 第１図に示す形状の下記（１）に示す寸法の本発明浸漬
ノズル９と、第10図に示す形状の下記（２）に示す寸法
の従来の通常浸漬ノズル１を用い、下記（３）〜（６）
に示す鋳造条件で外径がφ210mmの丸ビレットを鋳造し
た。
ノズル９と、第10図に示す形状の下記（２）に示す寸法
の従来の通常浸漬ノズル１を用い、下記（３）〜（６）
に示す鋳造条件で外径がφ210mmの丸ビレットを鋳造し
た。
（１） 本発明浸漬ノズル９ ノズル本体 内径：φ105mm フランジ10 突出高さa:15mm、フランジ幅c:20mm、 浸漬ノズル下端からの距離b:100mm ノズル浸漬深さ 150mm （２） 通常浸漬ノズル１ ノズル内径：φ105mm （３） 鋳型サイズ：外径φ210mm×長さ900mm （４） 電磁撹拌電流:200A （５） 鋳造速度:1.8〜3.0m/min （６） 丸ビレット 鋼種：中炭素鋼（Fe−0.12wt％Ｃ−0.25wt％Si−1.
1wt％Mn−0.012wt％Ｐ−0.011wt％Ｓ−0.030wt％Al） 鋳造量:2700Ton このようにして鋳造した丸ビレットについて、目視検査
で表面疵の発生状況を調べた結果を第９図に表面疵発生
指数をもって示す。なお、表面疵発生指数とは丸ビレッ
トの目視検査本数（全数）と疵発生本数との比率を意味
するものである。
1wt％Mn−0.012wt％Ｐ−0.011wt％Ｓ−0.030wt％Al） 鋳造量:2700Ton このようにして鋳造した丸ビレットについて、目視検査
で表面疵の発生状況を調べた結果を第９図に表面疵発生
指数をもって示す。なお、表面疵発生指数とは丸ビレッ
トの目視検査本数（全数）と疵発生本数との比率を意味
するものである。
第９図から明らかなように、本発明の浸漬ノイズ９を使
用して連続鋳造したものは、従来の通常ノズル１を使用
して連続鋳造したものに比べて、高速鋳造時において
も、表面疵発生指数が著しく低い。
用して連続鋳造したものは、従来の通常ノズル１を使用
して連続鋳造したものに比べて、高速鋳造時において
も、表面疵発生指数が著しく低い。
（発明の効果） 以上説明した如く本発明によれば、電磁撹拌により生じ
るメニスカス部の湯面高さの不均一を抑制することがで
きるので、鋳造中はパウダーの溶融プール厚を常に均一
に保つことができ、鋳型側パウダープール厚を厚くする
ことができるとともに、剥離による溶融パウダーの巻込
みを防止することができる。そのために、パウダーの巻
込みや未溶融パウダーが溶融する際に発生するガスの巻
込み等に起因する鋳片の表面疵を高速鋳造時でも大幅に
減少させることができる。
るメニスカス部の湯面高さの不均一を抑制することがで
きるので、鋳造中はパウダーの溶融プール厚を常に均一
に保つことができ、鋳型側パウダープール厚を厚くする
ことができるとともに、剥離による溶融パウダーの巻込
みを防止することができる。そのために、パウダーの巻
込みや未溶融パウダーが溶融する際に発生するガスの巻
込み等に起因する鋳片の表面疵を高速鋳造時でも大幅に
減少させることができる。
本発明は前述の丸ビレットのような円形鋳片は勿論のこ
と、角ビレットおよびスラブの鋳造にも適用することが
できる。
と、角ビレットおよびスラブの鋳造にも適用することが
できる。
第１図は本発明に係る浸漬ノズル一例を示す図面で、
（イ）は正面図、（ロ）は（イ）のロ−ロ断面図、第２
図は本発明方法の説明図、第３図は本発明浸漬ノズルと
従来の浸漬ノズルを使用した時の鋳型側パウダー厚に及
ぼす電磁撹拌の影響を示す図、第４図は同じくパウダー
差込み頻度に及ぼす電磁撹拌の影響を示す図、第５図は
本発明浸漬ノズルを使用した時の鋳型例パウダー厚に及
ぼすフランジの突出高さの影響を示す図、第６図は同じ
くパウダー差込み頻度に及ぼすフランジの突出高さの影
響を示す図、第７図は同じく鋳型例パウダー厚に及ぼす
フランジ位置の影響を示す図、第８図は同じくパウダー
巻込み頻度に及ぼすフランジ位置の影響を示す図、第９
図は本発明浸漬ノズルと従来の浸漬ノズルを用いて丸ビ
レットを連続鋳造したときの表面疵発生指数に及ぼす鋳
造速度の影響を表した図、第10図は従来の浸漬ノズルの
正面図、第11図は従来方法の説明図、第12図は第11図の
メニスカス部近傍の拡大図である。 ４は鋳型、５は溶融金属、６は電磁撹拌装置、９は浸漬
ノズル、9aは吐出口、10はフランジ。
（イ）は正面図、（ロ）は（イ）のロ−ロ断面図、第２
図は本発明方法の説明図、第３図は本発明浸漬ノズルと
従来の浸漬ノズルを使用した時の鋳型側パウダー厚に及
ぼす電磁撹拌の影響を示す図、第４図は同じくパウダー
差込み頻度に及ぼす電磁撹拌の影響を示す図、第５図は
本発明浸漬ノズルを使用した時の鋳型例パウダー厚に及
ぼすフランジの突出高さの影響を示す図、第６図は同じ
くパウダー差込み頻度に及ぼすフランジの突出高さの影
響を示す図、第７図は同じく鋳型例パウダー厚に及ぼす
フランジ位置の影響を示す図、第８図は同じくパウダー
巻込み頻度に及ぼすフランジ位置の影響を示す図、第９
図は本発明浸漬ノズルと従来の浸漬ノズルを用いて丸ビ
レットを連続鋳造したときの表面疵発生指数に及ぼす鋳
造速度の影響を表した図、第10図は従来の浸漬ノズルの
正面図、第11図は従来方法の説明図、第12図は第11図の
メニスカス部近傍の拡大図である。 ４は鋳型、５は溶融金属、６は電磁撹拌装置、９は浸漬
ノズル、9aは吐出口、10はフランジ。
Claims (2)
- 【請求項１】電磁撹拌を伴う連続鋳造に使用する浸漬ノ
ズルにおいて、該浸漬ノズルの鋳型内溶融金属中に浸漬
される下端部分で、かつ、溶融金属の吐出口から60mm以
上上方の位置全周にフランジを設けたことを特徴とする
浸漬ノズル。 - 【請求項２】溶融金属を電磁撹拌しつつ連続鋳造する方
法において、請求項１記載の浸漬ノズルのフランジがメ
ニスカス上の溶融パウダーより下方に位置するように浸
漬させた状態で鋳型内に溶融金属を注入し、電磁撹拌す
ることを特徴とする連続鋳造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1085992A JPH0673725B2 (ja) | 1989-04-04 | 1989-04-04 | 浸漬ノズル及びそれを用いた連続鋳造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1085992A JPH0673725B2 (ja) | 1989-04-04 | 1989-04-04 | 浸漬ノズル及びそれを用いた連続鋳造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02263546A JPH02263546A (ja) | 1990-10-26 |
| JPH0673725B2 true JPH0673725B2 (ja) | 1994-09-21 |
Family
ID=13874162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1085992A Expired - Lifetime JPH0673725B2 (ja) | 1989-04-04 | 1989-04-04 | 浸漬ノズル及びそれを用いた連続鋳造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0673725B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3409743B2 (ja) * | 1999-07-16 | 2003-05-26 | 住友金属工業株式会社 | 丸ビレット鋳片の連続鋳造方法 |
| KR101969105B1 (ko) * | 2017-08-08 | 2019-04-15 | 주식회사 포스코 | 노즐 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5989648U (ja) * | 1982-12-08 | 1984-06-18 | 川崎製鉄株式会社 | ガス吹込用浸漬ノズル |
-
1989
- 1989-04-04 JP JP1085992A patent/JPH0673725B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02263546A (ja) | 1990-10-26 |
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