JPH0699256A

JPH0699256A - 連続鋳造用浸漬ノズルおよび連続鋳造法

Info

Publication number: JPH0699256A
Application number: JP24996392A
Authority: JP
Inventors: Takeyuki Hirata; 武行平田
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1992-09-18
Filing date: 1992-09-18
Publication date: 1994-04-12

Abstract

(57)【要約】【目的】 Arガスの吹き込みを行わなくともノズル詰ま
りを生じることがない連続鋳造用浸漬ノズルを提供す
る。【構成】筒状の連続鋳造用浸漬ノズル５において、ノ
ズル本体８の外周面10と内周面９との間に設けられた断
熱層６と、内周面９のうちの少なくとも溶融金属と接触
する部分に設けられた複数の段差部７とを組み合わせて
備えた連続鋳造用浸漬ノズル５。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連続鋳造用浸漬ノズル
および該連続鋳造用浸漬ノズルを用いた溶融金属の連続
鋳造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、溶融金属の連続鋳造において
は溶融金属を流通せしめるノズル、例えば、溶融金属を
鋳型へ静かに注入するための溶融金属の受容容器である
タンディッシュの底部に設置される連続鋳造用浸漬ノズ
ルに詰まりが発生する。このような連続鋳造用浸漬ノズ
ルの詰まりは、ノズル内周面へ酸化物系介在物が付着・
蓄積するために発生すると考えられる。

【０００３】溶鋼の連続鋳造においても酸化物系介在物
が生成するが、溶鋼の場合にはこの酸化物系介在物の大
部分はAl₂O₃であると考えられる。溶鋼中におけるAl₂O
₃の生成原因としては、例えば取鍋からタンディッシュ
への注入流の空気酸化やタンディッシュスラグの流入等
がある。そこで、従来は連続鋳造用浸漬ノズルの詰まり
を防止するために、例えばArガスやN₂ガス等の不活性ガ
スを浸漬ノズルの内周面を構成する耐火物の表面へ吹き
込んで、内周面へ付着したAl₂O₃を洗い流していた。

【０００４】さらに、実公昭57−18043 号公報、実開昭
61−72361 号公報、さらには実開平４−6351号公報に
は、連続鋳造用浸漬ノズルの内周面に膨らみや凹凸から
なる段差部を設けることにより、不活性ガスによるAl₂O
₃の洗い流し性を改善する技術も提案されている。この
ように、従来の連続鋳造用浸漬ノズルの使用に際して
は、ノズル詰まりの防止のためには、不活性ガスの併用
は不可欠であった。

【０００５】なお、鋼の連続鋳造においては、連続鋳造
用浸漬ノズルの詰まり以外にも、連鋳スラブの縦割れと
いう問題がある。これは、スラブの連続鋳造では浸漬ノ
ズルと鋳型との間が部分的に狭くなり、この部分におけ
るモールドパウダーの滓化が悪化し、連鋳スラブの表面
に縦割れが発生すると考えられる。この連鋳スラブの縦
割れの対策として、特開平１−284468号公報には、鋳型
内の湯面近傍に位置する連続鋳造用浸漬ノズルの外周面
から内側に向かう所定厚を円周方向に一部または全部に
わたって高熱伝導性耐火物で被覆するとともにこの高熱
伝導性耐火物で構成された部分より上方の部分の外周面
と内周面との間に断熱層または断熱間隙を設けた連続鋳
造用浸漬ノズルを用いて、スラブ品質を改善する技術が
提案されている。さらに、この提案にかかる連続鋳造用
浸漬ノズルでは、断熱層または断熱間隙を有するため
に、連続鋳造用浸漬ノズルの内面側 (溶鋼通過側) の温
度が高くなる効果も有する。この技術によれば、鋳型内
上部でノズル長さ方向の熱を蓄積し、鋳型内の溶鋼内で
熱をノズル外周の溶鋼に効率よく供給するが、Al₂O₃付
着防止の観点からはノズル内壁温度が高くなり、Al₂O₃
がノズル内周面に付着しにくくなる傾向はあるが、ノズ
ル内壁を洗浄する効果はないため、Al₂O₃付着防止効果
として十分ではない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年では鉄
鋼材の用途が一段と増加・拡大して高級化してきてお
り、炭素含有量が0.01重量％未満の極低炭素鋼に対する
需要増や、内質保証のために行われる超音波探傷試験の
精度向上・厳格化等、鋼およびその製造法に関しても改
善が求められるようになってきた。

【０００７】このような改善に対応するために様々な対
応策が検討されるようになってきたが、その結果、不活
性ガスを連続鋳造用浸漬ノズル内に吹き込むことが問題
視されるようになってきた。

【０００８】前述のように、従来、不活性ガス例えばAr
ガスはノズル閉塞を防止するために連続鋳造用浸漬ノズ
ル内へ必ず吹き込まれていたが、吹き込まれたArガスの
一部は気泡となってスラブ中に不可避的に取り込まれ、
この気泡が極低炭素鋼では製品表面の膨れ疵の発生原因
になったり、あるいは内部品質厳格要求品においては超
音波探傷試験により発見される欠陥の原因になるためで
ある。

【０００９】Arガスを吹き込まなければこのような問題
は生じないが、連続鋳造用浸漬ノズルの詰まり防止の観
点からはArガスを吹き込まないことはできない。例え
ば、本発明者は、Arガスを吹き込まずに前述の実公昭57
−18043 号公報等により提案された、内周面に膨らみや
段差部を有する連続鋳造用浸漬ノズルを用いて溶鋼の鋳
込みを行ってみたが、ノズル詰まりを解消することはで
きなかった。また、Arガスを吹き込まずに前述の特開平
１−284468号公報により提案された連続鋳造用浸漬ノズ
ルを用いて溶鋼の鋳込みを行ってみたが、同様にノズル
詰まりを解消することはできなかった。

【００１０】Arガスを吹き込まないとノズル詰まりを解
消することができない理由は、以下のように考えられ
る。図４は、タンディッシュ下部に設置された連続鋳造
用浸漬ノズル１により溶鋼２の鋳込みを行っているとき
の状態を示す説明図である。タンディッシュ内の溶鋼２
はスライディングノズル３の開度が適宜調整されること
により、通常は鋳込み速度を一定に保たれてタンディッ
シュ２からの溶鋼流出量が制御される。このとき、連続
鋳造用浸漬ノズル１内では、溶鋼２が存在しない空隙４
が形成されており、空隙４には、Arガス吹き込みが行わ
れる場合には主にArガスが溜まるが、Arガス吹き込みが
行われない場合には外部からの空気が侵入し易くなる。

【００１１】すなわち、Arガスの吹き込みを行わないと
Arガスによるノズル内部の攪拌洗浄効果がなくなるほ
か、空隙４に存在する空気と溶鋼２とが接触し、Al₂O₃
を連続鋳造用浸漬ノズル１の内部で生成し、これが徐々
に成長してノズル詰まりに発展することも考えられる。

【００１２】なお、Arガスの吹き込み量を適宜制御し
て、製品欠陥にならない範囲でArガスを使用することも
考えられるが、これは略述すれば、Arガスの流量を低下
させて製品欠陥の発生を抑制しつつArガスを吹き込む従
来法と基本的な差異はなく、鋼に対する要求品質が厳し
くなればさらにArガスの流量を低下させなければなら
ず、根本的な解決策にはならない。

【００１３】このように鋼の連続鋳造においては、連続
鋳造用浸漬ノズル内へArガスを吹き込まなくともノズル
詰まりを生じることがない技術の開発が必要である。な
お、従来のArガスを吹き込む技術においてもノズル詰ま
りは完全には解消されておらず、一層の多連鋳化を目指
してノズル詰まりの減少を図る必要もある。ここに、本
発明の目的は、Arガスの吹き込みを行わなくともノズル
詰まりを生じることがない連続鋳造用浸漬ノズルおよび
この連続鋳造用浸漬ノズルを用いた連続鋳造法を提供す
ることにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】一般に、ノズル詰まりの
防止のために、溶鋼条件の改善と鋳込み条件の改善とが
行われる。溶鋼中の介在物の低減や低融点化等は共通の
条件として、鋳込み条件の改善には下記要素が関係す
る。 Al₂O₃や地金等を付着し難くする。付着した場合にも洗い流し易くする。

【００１５】まず、Al₂O₃等を付着し難くするために、
連続鋳造用浸漬ノズルの材質を変更することが考えられ
るが、溶鋼の組成や温度により最適な材質は一定ではな
いため、溶鋼の多様化や高級化が進んでいる現状を考え
ると不適当である。

【００１６】これに対し、付着するAl₂O₃等の酸化物系
介在物は溶鋼中から発生することを考えると、連続鋳造
用浸漬ノズルの内面を高温にして溶鋼との温度差を可及
的に無くせば、基本的に付着物は発生し難くなる筈であ
る。このような観点からは、前述の特開平１−284468号
公報により提案された、外周面と内周面との間に断熱層
または断熱間隙を設けた連続鋳造用浸漬ノズルは、溶鋼
と接する内面温度の低下を可及的抑制できるため、ノズ
ル詰まり防止効果を有する筈である。しかし、本発明者
の確認結果によれば、特開平１−284468号公報により提
案された連続鋳造用浸漬ノズルによっても、ノズル内面
の温度低下抑制効果はさほど大きくないために溶鋼の温
度低下を抑制できず、ノズル詰まりの発生を防止するこ
とはできなかった。

【００１７】一方、連続鋳造用浸漬ノズルの内周面に付
着する酸化物系介在物をArガスにより洗い流す性能を向
上させるために、前述の実公昭57−18043 号公報等によ
り提案された、内周面に膨らみや段差部を設けた連続鋳
造用浸漬ノズルは既に開発されてはいるものの、この連
続鋳造用浸漬ノズルではノズル詰まりを防止することは
できず、Arガスの吹き込みを無くすことはできなかっ
た。

【００１８】そこで、本発明者はさらに検討を重ね、特
開平１−284468号公報により提案された、外周面と内周
面との間に断熱層または断熱間隙を設けた連続鋳造用浸
漬ノズルと、実公昭57−18043 号公報等により提案され
た、内周面に膨らみや段差部を設けた連続鋳造用浸漬ノ
ズルとを組み合わせること、換言すれば、外周面と内周
面との間に断熱層または断熱間隙を設けた連続鋳造用浸
漬ノズルの内周面に膨らみや段差部を設けることによ
り、Arガスの吹き込みを行わなくとも、ノズル詰まりの
発生を解消できることを知見して、本発明を完成した。

【００１９】ここに、本発明の要旨とするところは、タ
ンディッシュから鋳型内へ溶融金属を供給する筒状の連
続鋳造用浸漬ノズルにおいて、(i) ノズル本体の外周面
と内周面との間に設けられた断熱層または断熱間隙と、
(ii)前記内周面のうちの少なくとも溶融金属と接触する
部分に設けられた複数の段差部とを組み合わせて備える
ことを特徴とする連続鋳造用浸漬ノズルである。

【００２０】また、上記の本発明にかかる連続鋳造用浸
漬ノズルを用いてタンディッシュから鋳型内へ溶融金属
を供給する際、連続鋳造用浸漬ノズルの内周面へ不活性
ガスを吹き込まないことを特徴とする連続鋳造法も提供
される。

【００２１】すなわち、ノズル本体の外周面と内周面と
の間に断熱層または断熱間隙を設けたことにより、ノズ
ル内面の温度低下が抑制される。したがって、溶鋼温度
は断熱層または断熱間隙を設ける前よりも上昇し、ノズ
ル内周面への酸化物系介在物の付着力は低下する。さら
に、本発明では、内周面のうちの少なくとも溶融金属と
接触する部分に複数の段差部を設けているため、この段
差部によるAl₂O₃の洗浄効果を利用する。本発明では、
これらの相乗的効果により、従来は、ノズル詰まりの防
止のためには不可欠と考えられていた、連続鋳造用浸漬
ノズル内への不活性ガスの吹き込みを無くすことを可能
とした画期的な発明である。

【００２２】したがって、本発明は、近年、特に需要が
著しいArガス不使用の鋳込みを行うことに最適である。
なお、本発明における断熱層または断熱間隙は、特開平
１−284468号公報により提案されたものと同様でよい。
例えば、断熱作用を奏するシリカウールを埋設して構成
することを例示できる。また、段差部は、実開昭57−18
043 号公報により提案された膨出部や実開平４−6351号
公報により提案された段差部を例示することができる。

【００２３】

【作用】以下、本発明を添付図面を参照しながら作用効
果とともに詳述する。図１は、本発明にかかる連続鋳造
用浸漬ノズル５の一例の垂直断面図である。

【００２４】本発明にかかる連続鋳造用浸漬ノズル５
は、(i) ノズル本体８の外周面10と内周面９との間に設
けられた断熱層または断熱間隙６と、(ii)内周面９のう
ちの少なくとも溶融金属と接触する部分に設けられた段
差部７とを組み合わせて備えている。

【００２５】したがって、断熱層または断熱間隙６で蓄熱または熱吸収を行い、
ノズル外部への熱伝達を可及的抑制するため、ノズル内
壁面の温度降下が抑制される。段差部７で溶鋼流 (矢印部) がかき乱され、ノズル内
周面を強力に洗浄し、Al₂O₃の付着を防止する。

【００２６】このように、本発明にかかる連続鋳造用浸
漬ノズルによれば、非浸漬部でノズル内部に溶鋼熱を蓄
積してノズル内壁と溶鋼との温度差を少なくし、さら
に、溶鋼流をかき乱してノズル内周面に付着したAl₂O₃
を洗い落とす。したがって、本発明によれば、Arガス等
の不活性ガスを用いなくとも、Al₂O₃等の酸化物系介在
物が連続鋳造用浸漬ノズルの内周面へ付着することを防
止でき、ノズル詰まりを抑制することが可能となる。

【００２７】なお、本発明にかかる連続鋳造用浸漬ノズ
ルの外周面であって、鋳型内の溶鋼と接する部分は、高
熱伝導性耐火物11で被覆することが望ましい。この部分
より上部で蓄熱し、洗浄したAl₂O₃を含む溶鋼流のノズ
ル内壁からの抜熱を大きくし、内壁温度を従来よりも上
昇させてAl₂O₃の付着を防止できるからである。なお、
前述した以外の構成は、公知の連続鋳造用浸漬ノズルと
同じでよく、特定の構造には左右されない。

【００２８】図２には、ノズル詰まりに及ぼすArガス流
量の関係を、従来例および本発明例を比較しながら示
す。同図中、●印が本発明例である。図２から、断熱層
または断熱間隙を有し、かつ内面に段差を有する本発明
にかかる連続鋳造用浸漬ノズルを用いる本発明法によれ
ば、Arガスの吹き込みを行わなくともArガスを20〜30Nl
/min程度吹き込んでいた従来法と同等程度に、ノズル詰
まりの発生率を低減できたことがわかる。

【００２９】したがって、本発明にかかる連続鋳造用浸
漬ノズルを用いて鋳込みを行う際にArガスの吹き込みを
行うことにより、さらにノズル詰まりの発生を抑制でき
る。図３には、連鋳スラブの膨れ欠陥の発生に及ぼすAr
ガス流量の関係を、従来例および本発明例を比較しなが
ら示す。なお、膨れ欠陥指数とは、ノズル内周面におけ
る段差、および外周面〜内周面間の断熱層をともに有さ
ない連続鋳造用浸漬ノズルの膨れ欠陥の発生指数を１と
して示す。

【００３０】図３から、本発明例および従来例ととも
に、連続鋳造用浸漬ノズル内へ吹き込むArガス流量(Nl/
min)が減少すると、膨れ欠陥の発生数も減少することが
わかる。したがって、連続鋳造の際の膨れ欠陥の発生を
抑制するためには、Arガスの使用量を可及的に抑制した
いことがわかる。換言すれば、本発明によれば、膨れ欠
陥の発生数を大幅に抑制できる。以下、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。

【００３１】

【実施例】既設の連続鋳造機のタンディッシュ底部に、
本発明にかかる連続鋳造用浸漬ノズルを設置して、表１
に示す組成の鋼に本発明にかかる連続鋳造法を適用し
て、本発明の効果の確認試験を行った。

【００３２】

【表１】

【００３３】鋳造条件および効果を表２にまとめて示
す。表２におけるノズル詰まり率は１本当たりのノズル
詰まり発生率を示し、膨れ欠陥指数は、従来例１を１と
した場合の指数を示す。

【００３４】

【表２】

【００３５】表２から、本発明によれば、連続鋳造の際
にArガスをノズル内面へ吹き込まなくともノズル詰まり
を抑制できるとともに連鋳スラブの膨れ欠陥の発生を大
幅に抑制できた。

【００３６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
Arガスの吹き込みを行わなくともノズル詰まりの発生を
大幅に抑制することができた。本発明によれば、連続鋳
造用浸漬ノズルにArガスを用いることなく連続鋳造を安
定して行うことが可能である。本発明によれば、Arガス
を使用する必要がなくなるため、スラブの膨れ欠陥は殆
ど発生しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる連続鋳造用浸漬ノズルの一例の
構成を示す説明図である。

【図２】Arガス流量とノズルつまり発生率との関係を示
すグラフである。

【図３】Arガス流量と膨れ欠陥指数との関係を示すグラ
フである。

【図４】タンディッシュ下部に設置された連続鋳造用浸
漬ノズル１により溶鋼２の鋳込みを行っているときの状
態を示す説明図である。

【符号の説明】

１：連続鋳造用浸漬ノズル２：溶
鋼３：スライディングノズル４：空
隙５：本発明にかかる連続鋳造用浸漬ノズル６：断
熱層７：段差部８：ノ
ズル本体９：内周面 10：外
周面 11：高熱伝導性耐火物

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】タンディッシュから鋳型内へ溶融金属を
供給する筒状の連続鋳造用浸漬ノズルにおいて、(i) ノ
ズル本体の外周面と内周面との間に設けられた断熱層ま
たは断熱間隙と、(ii)前記内周面のうちの少なくとも溶
融金属と接触する部分に設けられた複数の段差部とを組
み合わせて備えることを特徴とする連続鋳造用浸漬ノズ
ル。
【請求項２】請求項１記載の連続鋳造用浸漬ノズルを
用いてタンディッシュから鋳型内へ溶融金属を供給する
際、前記連続鋳造用浸漬ノズルの内周面へ不活性ガスを
吹き込まないことを特徴とする連続鋳造法。