JPH0675755B2 - 溶融金属を導入するためのノズル - Google Patents

溶融金属を導入するためのノズル

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JPH0675755B2
JPH0675755B2 JP61087854A JP8785486A JPH0675755B2 JP H0675755 B2 JPH0675755 B2 JP H0675755B2 JP 61087854 A JP61087854 A JP 61087854A JP 8785486 A JP8785486 A JP 8785486A JP H0675755 B2 JPH0675755 B2 JP H0675755B2
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レイ フレアティー ダニエル
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/10Supplying or treating molten metal
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/50Pouring-nozzles

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 スラブ、特にステンレススチールスラブの連続鋳造は長
方形の内部モールドキャビティを有する流れ通過式連続
鋳造モールドを仕様して一般に行なわれる。連続鋳造モ
ールド内に形成された溶融金属プールの表面より下に溶
融金属を導入するために沈降ノズルが使用される。この
目的のために分岐式沈降ノズルが使用されるが、これら
ノズルは鋳造操作、特にステンレススチールスラブの鋳
造の際に問題を生じさせる。
特にステンレススチールの製造の際、安定化のため通常
チタンが添加される。このチタンは連続鋳造操作に先立
ちタップとりべ内に添加される。チタンの一部は金属内
に溶解されている窒素と反応し、連続鋳造モールド内に
導入されている溶融金属内に小さな不溶性窒化物の粒子
を形成する。これら窒化物の粒子は溶融金属内の表面に
浮遊したり、または連続鋳造物の凝固した金属部分に捕
捉された粒子として累積することにより連続鋳造モール
ド内に凝集し、集合する傾向がある。このような窒化物
は連続鋳造されたスラブから製造された熱間圧延バンド
の表面に不合格となり得るチタン縞を生じさせる。この
ことは金属を不合格とし、最終的に廃棄するほど極めて
低劣なものである。
従来の沈降ノズルでは始動時に連続鋳造モールドに溶融
金属を充填する初期の間に別の問題が生じる。このよう
な操作中、モールド内に導入されたかなりの量の金属
が、最初モールドの壁にはねかえる。このはねかえった
金属はモールドの壁上で凝固し、溶融金属の高さが上昇
して壁を覆い、これらを溶融する前に酸化する。このこ
とはスラブ鋳造品の最初の部分の表面の品質を低下し、
さらにこのことはこの鋳造品の最初の部分から製造され
た熱間圧延バンド上に表面欠陥、例えばラップおよびシ
ームを最終的に生じさせる。このことを防止するためモ
ールドは最初「はねかえりカン」と呼ばれる金属ライナ
ーでライニングされる。このはねかえりカンはモールド
内の液体高さがノズルポートを覆うまで金属がモールド
の壁表面にはねかえるのを防止するよう設計されてい
る。その後はねかえりカンはモールド内の溶融金属プー
ル内に溶け込む。しかしながら、このはねかえりカンは
ノズルポートが覆われる前に溶け込んだり、または分解
してしまうことがよくあるので、その意図する機能を満
足できるよう発揮できない。
このためスラブを連続鋳造するためのマルチポート沈降
ノズルを使用する米国特許第3,517,762号(1970年6月3
0日発行)および第3,578,064号(1971年5月11日発行)
に示されているように種々の試みが試されているが、こ
れら特許は本発明のノズルを教示または示唆するもので
はない。
よって、本発明の主たる目的は、窒化物の混入およびモ
ールドの壁へのはねかえりの問題を解消すると共に、オ
ーステナイト形またはフェライト形のステンレススチー
ルを含む種々の合金を連続鋳造するのに使用できる沈降
ノズルを提供することにある。
本発明のより詳細な目的は、広い範囲の寸法にわたるス
ラブ状のオーステナイトまたはフェライト形のステンレ
ススチールを鋳造するのに使用できる連続鋳造用沈降ノ
ズルを提供することにある。
本発明の別のより詳細な目的は、モールド初期充填時
に、モールドの充填時間を短縮し、かつ有害な広がりお
よびモールド壁へのはねかえりを生じない流量で金属を
供給し、その後の鋳造操作中、最初に充填される最も温
度の高い金属が表面まで流れてモールドのフラックスに
接触し、そのためフラックスが急速に溶融し、金属から
熱が抽出され、金属内に捕捉されていた非金属物が除去
されるような金属流れパターンがモールド内で生じるオ
ーステナイトまたはフェライト形のステンレススチール
の鋳造時に連続鋳造するための沈降ノズルを提供するこ
とにある。非金属物質は溶融フラックス内に吸収されて
除去されるか、または不溶性であれば流れが捕捉材料例
えばチタン窒化物を鋳造スラブの全横断面にわたってよ
り均一に分布される。
これら目的は連続鋳造モールドに導入される溶融金属の
ソースに接続するようになっている上端部分と閉じた下
方端部分とを有するチューブから成るノズルを提供する
ことによって、本発明により達成される。下方端に隣接
して、同径の対向した状態の2つの溶融金属出口ポート
が設けられ、各ポートは12〜17゜の角度θにて、(好ま
しくは約15゜の角度にて)軸方向に上方に傾斜される。
ノズルの前記下方端に隣接して径方向に対向する対とし
て更に4つの同径の溶融金属出口ポートが設けられてい
るが、これらポートの各々の径は前記2つの溶融金属出
口ポートの各々の径より大きく、各対は28〜32゜の夾角
φにて、好ましくは約30゜の夾角にて非放射状である。
これらポートも12〜17゜の角度θにて、好ましくは約15
゜の角度にて上方に傾斜されている。これら溶融金属出
口ポートのいずれも実質的に同一角度で上方に傾斜する
ことが好ましい。連続鋳造スラブの製造に使用すると
き、または長方形横断面モールドを使用するとき、同径
の2つの金属出口ポートは比較的長いモールド壁のひと
つに対向し、他方の大きな出口ポートの各対は比較的短
い長さのモールド壁のひとつに対向する。好ましくは、
比較的大きい溶融金属出口ポートの対は、細長い横断
面、すなわち一般に楕円形の横断面である。
図面を参照すると、図面のうちの第1図には一般に番号
10で示される本発明に係るノズルが示されている。この
ノズルは、細長いチューブ状の構造体であり、周知のよ
うに溶融金属ソース(図示せず)に接続するカラー12を
その上方部分に有する。ノズル10の逆の端部は閉じてお
り、この下方端部14に2つの対向する金属出口通路16お
よび16aが隣接している。これら通路は、約15゜の角度
で上方に傾斜している。更に2対の径方向に対向する出
口通路18および18aも設けられている。これら出口通路
は通路16および16aよりも横断面の寸法が比較的大き
く、同様に約15゜の角度θで上方に傾斜している。出口
ポートすなわち出口の各対18および18aは、約30゜の夾
角φで、非放射状配列している。夾角φは、第1中心の
まわりに対称であることが好ましく、各対のポートは、
第2中心線のまわりの他の対ポートと対称となってい
る。通路16および18の横断面は、ノズル10の長手方向軸
方向に細長い。すなわち一般に楕円形である。
上記したように連続鋳造時のノズルの作動中は、同径の
2つの溶融金属出口ポートの各々が比較的長いモールド
の壁(図示せず)の一つに対向し、比較的広い横断面の
出口ポート(18および18a)の各対は比較的短い長さの
モールドの壁の一つに対向した状態で長方形モールド内
にノズルが位置する。このような配列では、スラブすな
わちモールドの幅方向中間部分に衝突する出口ポート
(16および16a)は、この領域にてモールドに導入され
る高温金属流の衝突を制限するよう小さな寸法になって
いる。このようにしたことによって長手方向の表面割れ
を生じ得る凝固した鋳造シェルの再溶融が防止される
が、防止策がなければ極端な場合には凝固したシェル部
分を通って溶融金属が噴出することもある。モールドの
長短壁の双方の出口ポートのすべてを傾斜したことによ
りモールドの壁に対する溶融金属の衝突速度が遅くな
り、渦の形成が防止され、よってモールドフラックスが
モールド内の溶融金属内へ引き込まれ、金属の凝固部分
に捕捉されることが防止される。。このことは、比較的
大寸法のポート18および18aの横断面を大きくすること
により行なわれ、これらポートが位置するノズルの端部
部分の弱体化を防止するよう一般に楕円形状にすること
により行なわれた。従って、図面に示したような本発明
のノズルによれば、鋳造操作の始動時に2対の大きな寸
法のポートから溶融金属が広がったり、はねかえること
なくゆるやかに流出する。流れ特性は、均一で、スムー
ズで、繰返し可能であるので、このことは従来の分岐式
ノズルを使用したとき得られる流量より多い制限された
流量にてモールドに充填できるようにする。従って、こ
のことは始動時にモールド内ではねかえりカンを使用す
ること不要にする。モールド内の溶融金属がノズルポー
トを覆った後、静止した金属面が得られ、溶融金属内に
モールドパウダーから引込まれるのを考慮せず金属面に
モールドパウダーをかけることができる。
実施例I 分岐式ノズルおよび本発明に係るノズルを使用してAISI
タイプ409および413ステンレススチールの鋳造用データ
の得た。分岐式ノズルは、ノズルの閉じた下方端に隣接
する2つの溶融金属の出口ポートを有するものであり、
これらポートは径方向に対向し、各ポートは比較的短い
長さのモールド壁の一つに対応していた。この分岐式ノ
ズルは20゜で上方に傾斜する4.445または3.970cm(1.75
または1.563インチ)、または15゜で上方に傾斜する5.0
8cm(2.0インチ)のポートを有していた。第1〜6図に
示すような本発明のノズルは、0.952cm(0.375インチ)
の同径のこの金属出口ポートと、それより大きな横断面
寸法の2対の径方向に対向した楕円形の出口ポートを有
していた。これらポートはノズルの軸方向に楕円形をし
ており、これら楕円形ポートは約2.54cm(1.0インチ)
の中心上で1.27cm(0.5インチ)の径を有し、同径ポー
トは15゜で上方に傾斜していた。2対の出口ポートは、
30゜の夾角で、非放射状に配列され、これらも約15゜で
上方に傾斜していた。同径の2つのポートは、各々がモ
ールドの比較的長い壁の一つに対向するよう配置され、
別のポートの各対は、比較的短い長さの壁の一つに対応
していた。各ノズルはブラファイト化アルミナで形成さ
れていた。
連続鋳造されたT409/413スチールのスラブから製造され
た熱間圧延されたバンドコイルに対するこれら鋳造品の
「チタン縞特性」の改善を表Iに示した。
実施例II 実施例Iに記載のものと同じノズルを使用して、熱間圧
延されたバンドコイル状T304スチールに対する第1スラ
ブ特性を改善を表IIに示す。
実施例III 実施例Iの本発明のノズルに対するT409/413の6つの熱
間圧延されたバンドコイルの第1スラブ特性も測定し
た。すべての欠陥について、5つのコイルが極めて良好
であり、欠陥がなく、1つのコイルだけがラップ欠陥を
有していた。TiN縞欠陥を有するコイルはなかった。こ
れらコイルはTiN縞欠陥が100%なく、ラップは83.3%な
かった。
以上で好ましい実施態様および代替実施態様について述
べたが、当業者であれば本発明の範囲から逸脱すること
なく変更が可能であろう。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係わるノズルの一実施態様の側面
図、第2図は第1図のA−A線に沿った第1図の断面
図、第3図は第1図のB−B線に沿った断面図、第4図
は第3図のC−C線に沿った断面図、第5図は金属出口
ポートのうちの1つの詳細図、第6図は径方向に対向し
た出口ポートの対のうちの1つの詳細図である。 10……ノズル、12……カラー、14……下方端部、16、16
a……出口通路、18、18a……出口通路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェイムズ ロバート リードル アメリカ合衆国 ペンシルバニア州 16229 フリーポート フォード シティ ー ロード 373 (56)参考文献 実公 昭53−3210(JP,Y2)

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】流れ通過式連続鋳造モールド内の溶融金属
    プールの表面下に溶融金属を導入するためのノズルにお
    いて、 前記連続鋳造モールドに導入される溶融金属ソースに接
    続するようになっている上方端部分と閉じられた下方端
    部とを有するチューブと、互いに対向した状態で前記ノ
    ズルの下方端部に隣接して位置する同径の2つの溶融金
    属出口ポートを含み、各ポートは12〜17゜の角度にて上
    方に軸方向に傾斜し、更に4つの別の同横断面の溶融金
    属出口ポートを含み、これら出口ポートの各々の横断面
    の寸法は前記同径の2つの溶融金属出口ポートの各々よ
    りも大きく、前記別のポートは、径方向に対向する対と
    して前記ノズルの前記下方端部に隣接して位置し、各対
    は28から32゜までの夾角にて非放射状であり、12から17
    ゜までの角度にて上方に傾斜するノズル。
  2. 【請求項2】前記溶融金属出口ポートのすべては実質的
    に同一角度で上方に傾斜している特許請求の範囲第
    (1)項記載のノズル。
  3. 【請求項3】各対の前記夾角は約30゜である特許請求の
    範囲第(2)項記載のノズル。
  4. 【請求項4】前記溶融金属出口ポートのすべては約15゜
    の角度で上方に傾斜している特許請求の範囲第(3)項
    記載のノズル。
  5. 【請求項5】比較的長い長さの2つの対向するモールド
    壁と比較的短い長さの2つの対向するモールド壁により
    画定される長方形横断面を有する流れ通過式連続鋳造モ
    ールド内の溶融金属プールの表面下に溶融金属を導入す
    るためのノズルにおいて、 前記連続鋳造モールドに導入される溶融金属ソースに接
    続するようになっている上方端部分と、閉じられた下方
    端部とを有するチューブと、互いに対向した状態で前記
    ノズルの前記下方端部に隣接して位置する同径の2つの
    溶融金属出口ポートを含み、各ポートは12から17゜まで
    の角度にて上方に軸方向に傾斜し、更に4つの別の同横
    断面の溶融金属出口ポートを含み、これら各ポートの横
    断面の寸法は同径の前記溶融金属出口ポートの各々より
    も大きく、前記別のポートは、径方向に対向する対とし
    て前記ノズルの前記下方端部に隣接して位置し、各対は
    28から32゜の夾角にて非放射状であり、かつ12から17゜
    までの角度で上方に傾斜し、前記同径の2つの溶融金属
    出口ポートの各々が前記比較的長いモールド壁の一つに
    対向し、前記別の出口ポートの各対が比較的短い長さの
    前記モールド壁の一つに対向した状態で前記長方形モー
    ルド内に位置するノズル。
  6. 【請求項6】前記溶融金属出口ポートのすべては、実質
    的に同一角度で上方に傾斜している特許請求の範囲第
    (5)項記載のノズル。
  7. 【請求項7】各対の前記夾角は約30゜である特許請求の
    範囲第(6)項記載のノズル。
  8. 【請求項8】前記溶融金属の出口ポートは、約15゜の角
    度で上方に傾斜している特許請求の範囲第(7)項記載
    のノズル。
  9. 【請求項9】前記溶融金属出口ポートは細長い横断面で
    ある特許請求の範囲第(8)項記載のノズル。
JP61087854A 1985-07-30 1986-04-16 溶融金属を導入するためのノズル Expired - Lifetime JPH0675755B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/760,446 US4662546A (en) 1985-07-30 1985-07-30 Submerged nozzle for use in the continuous casting of slabs
US760446 1996-12-06

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6228052A JPS6228052A (ja) 1987-02-06
JPH0675755B2 true JPH0675755B2 (ja) 1994-09-28

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ID=25059140

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61087854A Expired - Lifetime JPH0675755B2 (ja) 1985-07-30 1986-04-16 溶融金属を導入するためのノズル

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US (1) US4662546A (ja)
EP (1) EP0211476B1 (ja)
JP (1) JPH0675755B2 (ja)
KR (1) KR920001707B1 (ja)
CA (1) CA1243188A (ja)
DE (1) DE3669448D1 (ja)

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