JPH07256409A - 溶融金属の不純物除去方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 タンディッシュ内の溶融金属中に少なくとも
１cm以下の径の気泡を生成させて介在物の付着浮上を促
進し、非常に効率の良い不純物の除去を行うことのでき
る方法を提供することを目的とする。 【構成】 取鍋底部の溶融金属流出口の近傍に不活性ガ
スを吹き込んで注入流にガスを懸濁させ、この注入流を
注入ノズルを通してノズル内面とは非接触状態を保ちな
がら落下させ、ノズル内下部の溶融金属面に衝突させ
る。これにより、溶融金属中のガス気泡をより細かく分
断し、不純物をこの気泡に取り込んで除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶融金属の精錬時にお
ける不純物除去方法、特に、取鍋からタンディッシュへ
の溶融金属の注入時における介在物を効率的に除去する
ための方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造用鋳型に溶融金属を注入する場
合に、直接取鍋から鋳型に注入せずに中間にタンディッ
シュを介在させて注ぎ分ける方式が一般的である。現在
ではこのタンディッシュは、このような中間鍋の役目の
ほかに、一旦保持した溶融金属に内包するアルミナのご
とき酸化物等の介在物を浮上分離する機能を持たせるよ
うになってきている。

【０００３】このため、鋳型への注入前の滞留時間を長
くとることが有用であるとされることから、タンディッ
シュは一層大型化の方向に進んでいる。しかし、溶融金
属量には上限があり、保持時間にも上限が存在すること
から、一定の径以上の介在物を除去できても、例えば、
鋼の場合、数１０μｍ以下の微小な介在物を十分に除去
することは困難であった。

【０００４】従来、このような介在物除去をより効果的
に行うための手段として、タンディッシュの底に多孔質
レンガ（ポーラスプラグ）を設置し、これを通してＡｒ
ガスのような不活性ガスを溶鋼内部に吹き込み、発生す
る気泡と介在物を合体させ、浮上分離を促進させる方法
が広く利用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たプラグによる気泡径はせいぜい数cmから１０cmオーダ
ーであることが知られており、溶鋼〜気泡界面積が小さ
く、気泡の浮上速度が大きすぎ、介在物の除去効率が低
く、必ずしも有効な手段とはいえない問題があった。

【０００６】本発明は、このような問題点を解決し、少
なくとも１cm以下の径の気泡を生成させて介在物の付着
浮上を促進し、非常に効率の良い不純物の除去を行うこ
とのできる方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明の要旨は次の通りである。すなわち、取鍋底部
に設けた注入ノズルにより溶融金属をタンディッシュ内
に注入するに際し、取鍋底部の溶融金属流出口の近傍に
不活性ガスを吹き込んで注入流にガスを懸濁させ、この
注入流を不活性ガスを充満させた注入ノズルを通してノ
ズル内面と非接触状態を保ちながら落下させたのち、ノ
ズル内下部の溶融金属面に衝突させることにより、溶融
金属中のガス気泡をより細かく分断し、不純物をこの気
泡に取り込んで除去することを特徴とする溶融金属の不
純物除去方法である。特に、本発明では、上記の不活性
ガスを、取鍋底部の溶融金属流出口あるいは該流出口下
方の溶融金属流量調整用のスライディングノズル位置
と、さらに注入ノズル内部の、２箇所にて吹き込むこと
が好ましい。

【０００８】

【作用】タンディッシュ内に注入する前の溶融金属中
に、不活性ガスを吹き込むと共に注入ノズル壁とは非接
触状態で溶融金属を滝状に落下させることにより、吹き
込んだ不活性ガス気泡の径をできるだけ小さくして（直
径１cm以下）、溶融金属中の介在物付着面積を大きくし
て介在物との衝突頻度を高め、微小な不純物であっても
確実に取り除くことを可能とする。

【０００９】以下本発明の詳細を図面に基づき説明す
る。図１は、取鍋１からタンディッシュ２に溶鋼３を注
入する場合に本発明を適用した例を示している。取鍋１
内の溶鋼３は、取鍋の底部に設けたロングノズル４を介
してタンディッシュ２内に注入され、そこで一旦保持さ
れて溶鋼中のアルミナ等の酸化物除去（浮上分離）を行
ってから、さらに、鋳型注入ノズル５を介して連続鋳造
用鋳型（図示せず）に注入され、鋳片に鋳造される。６
はタンディッシュ２内に設けた注入制御用ストッパーで
ある。なお、ロングノズル４への溶鋼３の流量制御を行
うため、図の場合には固定の上プレート９ａと、油圧シ
リンダーにより水平方向に往復摺動する下プレート９ｂ
とからなるスライディングノズル９をノズル４と取鍋１
の間に設けている。

【００１０】本発明では上記の設備において、最終的に
タンディッシュ２内に保持される溶鋼中に少なくとも１
cmφ以下の不活性ガス気泡を無数に懸濁させることを実
現させるため、下記のような不活性ガス（通常はＡｒガ
ス）吹き込みを行うと共に特定の溶鋼落下形態を維持す
ることを内容とする。

【００１１】すなわち、取鍋底部の溶鋼の流出口の近傍
と注入ノズルにおいては、複数の不活性ガス吹き込み手
段が配置されている。図示の例では、このガス吹き込み
手段は、流出口の入側位置と、該流出口下方の溶融金属
流量調整用のスライディングノズル位置あるいは注入ノ
ズル内部位置の、２箇所に配置されている。本発明では
必要十分なガス気泡を溶鋼中に吹き込み懸濁することが
できれば、図示の２箇所に限らず増減したり或いは吹き
込み箇所を変更することも可能である。

【００１２】まず、取鍋１の流出口の入側位置において
は、図１のＡ部詳細図である、図２に示すように、壁を
貫通する不活性ガス供給管７を設け、その先端にて流出
口部を構成する環状の多孔質レンガ８と接続して第１の
吹き込み部を形成している。図示しないガス供給源から
供給管７を経て送られたガスは、前記多孔質レンガ８を
通して流動する溶鋼３に吹き込まれて気泡１２となる。

【００１３】次に、流出口下方のスライディングノズル
位置においては、図１のＢ部詳細である、図３に示す如
く、３段形式のスライディングノズル９の最上段の固定
上プレート９ａにガス供給管１０を貫通させ、その先端
にプレートの孔を包囲するリング状多孔質レンガ１１を
接続して第２の吹き込み部を形成している。この吹き込
み部と上記の第１の吹き込み部とにより、流出入口とス
ライディングノズル部間において一種のガス室が形成さ
れ、溶鋼内に吹き込まれた不活性ガスは気泡１２として
懸濁する。

【００１４】さらに、ロングノズル４内への不活性ガス
吹き込みを行うための構造については、特別なものでは
ないが、例えば、吹き込み管１３をノズル壁の適宜の位
置に取り付ければよい。このノズル位置の不活性ガス吹
き込みは、ノズル内に不活性ガスを充満させ、ノズル内
面と落下する溶鋼流との空間を不活性雰囲気に保持する
役目を果たす。

【００１５】さらに、本発明においては、上述のように
溶鋼中に懸濁させたガス気泡を細かくするために、ロン
グノズル４における溶鋼の落下形態を特定することを特
徴とする。即ち、ノズル内の溶鋼流１４はノズル壁面と
非接触状態に保つようにして落下させる。従来の如く、
ノズル内に溶鋼を充満した状態で流動した場合には、内
部に懸濁させた不活性ガス気泡はその径を変化させるこ
となく、大きい状態を維持する。これに対しノズル内面
と接触することなく溶鋼流１４を落下させることによ
り、溶鋼は丁度滝の如く下方の溶鋼面に衝突することに
なり、溶鋼中の気泡はその衝撃により一層小径のもの１
５に分断されてタンディッシュ中の溶鋼内を懸濁し、多
くの溶鋼内の介在物と合体してこれを浮上除去する。

【００１６】このようにロングノズル４内の溶鋼流１４
を非接触状態で落下させるには、ロングノズル径とスラ
イディングノズル（下プレートのノズル孔）径とに差を
持たす、即ち、下プレート９ｂの孔径を相対的に小さく
することが必要である。ロングノズル径を大きくするこ
とは設備的に好ましくないので、実際には下プレート孔
径を絞ればよい。しかし、余り絞り過ぎると溶鋼の詰ま
りの原因となるため、円滑な溶鋼の通過が図れる径とす
るが、流量を確保するために流速を早める。

【００１７】

【実施例】６０Ton タンディッシュを用いて５Ton/min
にてアルミキルド鋼を鋳造した場合を例にして、５０μ
m φのアルミナ介在物の除去率を基準にし本発明と従来
例を適用した場合を比較してみる。従来例は不活性ガス
をタンディッシュ底部に設けたポーラスプラグから吹き
込み、かつロングノズルでの溶鋼は充満形態であるのに
対し、本発明ではＡｒガスを図１のようにして上プレー
トよりポーラスプラグを介して５Nl/Ton吹き込むと共
に、ロングノズル内では３０Nl/TonのＡｒガスを吹き込
み、ロングノズル内での溶鋼を非接触状態で落下させ
た。このときのロングノズル径は２００mm、スライディ
ングノズルの落下径は８０mmであった。除去率は従来例
では３０％であったが、本発明では８０％に向上した。
因みに、ロングノズル直下の溶鋼中におけるガス気泡の
平均径は、本発明では３mm、従来例では５cmであった。

【００１８】

【発明の効果】以上のように本発明の方法によれば、タ
ンディッシュにおいて不純物を効果的に取り除くことが
できるため、清浄な溶融金属を鋳造工程に送ることがで
き、品質の良好な鋳片を製造することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を実施するための溶融金属の注入・
保持設備の具体例を示す部分断面図である。

【図２】図１のＡ部詳細図を示す。

【図３】図１のＢ部詳細図を示す。

【符号の説明】

１ 取鍋 ２ タンディッシュ ３ 溶鋼 ４ 注入ノズル（ロングノズル） ５ 鋳型注入ノズル ６ ストッパー ７，１０，１３ 不活性ガス供給管 ８，１１ 多孔質レンガ ９ スライディングノズル ９ａ 上プレート ９ｂ 下プレート １２．１５ ガス気泡

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原田 寛 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 取鍋底部に設けた注入ノズルにより溶融
   金属をタンディッシュ内に注入するに際し、取鍋底部の
   溶融金属流出口の近傍に不活性ガスを吹き込んで注入流
   にガスを懸濁させ、この注入流を不活性ガスを充満させ
   た注入ノズルを通してノズル内面と非接触状態を保ちな
   がら落下させたのち、ノズル内下部の溶融金属面に衝突
   させて、溶融金属中のガス気泡をより細かく分断し、不
   純物をこの気泡に取り込んで除去することを特徴とする
   溶融金属の不純物除去方法。
2. 【請求項２】 不活性ガスを、取鍋底部の溶融金属流出
   口あるいは該流出口下方の溶融金属流量調整用のスライ
   ディングノズル位置と、さらに注入ノズル内部の、２箇
   所にて吹き込むことを特徴とする請求項１記載の溶融金
   属の不純物除去方法。