JPH0732101A - 通電発熱注入ノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、双ベルト式連続鋳造用注入ノズル
に関し、溶融金属中に浸漬して通電することによりメニ
スカス部位で発生する地金付着を防止可能とするノズル
を提供する。 【構成】 導電性材料よりなる注入ノズルの浸漬部を通
電加熱する際に、浸漬部よりも上の位置のノズル広幅主
壁面を薄肉にすることによって、電気抵抗を上昇させ、
通電電流をメニスカス部位へ迂回させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は連続鋳造法において、注
入ノズルを加熱しつつ鋳造する注入ノズルの構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】鋼、アルミ合金等のスラブ、ブルーム、
棒材等の鋳造に連続鋳造法が広く採用されている。特
に、最近では偏平なスラブの連続鋳造にベルト式連続鋳
造法が用いられている。このベルト式連続鋳造法では、
少なくとも上流側ロールおよび下流側ロールに巻き掛け
られた１個または相対する１対の無端鋳造ベルトの面
に、多数のブロックを無端状に連結した１対の移動短辺
の側面を接触させて鋳型を形成する。そして、鋳造ベル
トおよび移動短辺を鋳片引き抜き方向に移動するように
回転させながら溶融金属を鋳型に注入して断面形状が長
方形あるいは偏平な鋳片を連続鋳造する。このようなベ
ルト式連続鋳造法は、例えば特開昭５０−６１３３２号
公報、特開昭６０−２０３３４５号公報、等により開示
されている。

【０００３】上記連続鋳造では、タンディシュから鋳型
に注入ノズルを介して溶融金属が供給される。注入ノズ
ルは先端部が溶融金属に挿入された浸漬型が広く使用さ
れている。注入ノズルの断面形状は、鋳型の断面形状に
応じて円形あるいは長方形となっている。

【０００４】注入ノズルは、鋳造開始時では溶融金属の
温度よりもかなり低く、鋳造中では周辺機器、大気等へ
の伝熱により冷却される。注入ノズルの温度が低いと、
注入ノズルを通過する溶融金属の温度が低下する。この
ため、溶融金属の粘性が増して注入速度の制御が困難に
なり、さらには溶融金属が凝固して注入ノズルが閉塞す
る恐れがある。また、ノズルとベルト間のメニスカス部
で溶鋼が凝固し鋳片引き抜き時にノズルも引きちぎる可
能性がある。従って、鋳造初期、あるいは鋳造中に特
に、メニスカス部の溶鋼温度低下保障として注入ノズル
を加熱する必要がある。

【０００５】注入ノズルを加熱する方法として、例え
ば、ＣＯＧバーナーにより注入ノズルを加熱することが
通常行われている。さらに、特公昭５４−４１９７８７
号公報では、ノズルに挿設した高周波加熱用コイルによ
りノズルを加熱することが記載されており、特開昭５７
−７５２６２号公報あるいは、特開平１−２８９５４４
号公報では、ノズル内部に形成した抵抗発熱層によりノ
ズルを加熱することが記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述の特公昭５４−４
１９７８７号公報あるいは特開昭５７−７５２６２号公
報による従来のノズル加熱方法では、溶融金属のメニス
カス近傍で注入ノズルに溶融金属が凝固、固着するとい
う問題があった。すなわち、鋳型は水冷されているの
で、鋳型に接する溶融金属はメニスカス近傍で鋳型によ
り冷却され、メニスカス近傍に多量の熱を供給すること
ができず、メニスカス近傍を十分に加熱することは困難
であった。注入ノズルのメニスカス近傍に溶融金属が凝
固、固着すると、注入ノズルの開口を塞ぎ、あるいは注
入ノズルあるいは鋳型を損傷する恐れがある。

【０００７】一方、前述の特開平１ー２８９５４４号公
報は浸漬部の加熱は可能であるが、ノズル内に配置した
高抵抗材とノズル本体の間で膨張差で亀裂が発生する可
能性がある。

【０００８】そこで、本発明は、注入ノズルの溶鋼浸漬
部を損傷することなく、十分に加熱し、さらに鋳型内に
形成される溶融金属を間接加熱することができる通電発
熱注入ノズルを提供しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は溶融金属をタン
ディシュから鋳型に注入し、鋳片を連続鋳造する際に用
いるノズルであり、ノズル本体および一対の給電リード
部により構成され、かつ導電性耐火物から成るフラット
型通電発熱注入ノズルにおいて、ノズル本体下部の溶融
金属中に浸漬する部分よりもその上の位置にある広幅主
壁面の肉厚を薄肉としたことを特徴とする。

【００１０】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明の注入ノズルは、導電性材料であるＡｌ₂ Ｏ₃ −Ｃ
（Ｃ：１０〜３０％）で構成される。これらの材料は１
０００〜１００００μΩcmの固有抵抗を有する導電性で
あり、耐食性、耐熱性、耐熱衝撃性に優れている。少な
くとも、電極接続部から先端は膨張差によるノズル損傷
を防止するために同一材質が好ましい。また、短辺に設
置した両給電リード部の両広幅の主壁を薄肉にし、電極
間の通電電流をメニスカス部位へ迂回させることを特徴
としている。

【００１１】本発明に於ける給電リード部は通電発熱ノ
ズルに給電させる目的であるため、固有抵抗が小さく、
耐食性、耐熱性、耐熱衝撃性に優れたものが要求され、
上記のＡｌ₂ Ｏ₃ −Ｃ（Ｃ：１０〜３０％）の他にＺｒ
Ｂ₂ −Ｃ（Ｃ＝０〜９５％）の導電性セラミックが最適
である。

【００１２】通電発熱ノズルと給電リード部の接続範囲
は通電発熱ノズル先端の加熱範囲で決定される。すなわ
ち、ノズル先端から１００mmの位置を加熱する場合は給
電リード部の接続範囲はノズル先端から１００mmの範囲
に給電リード部を接続する。通電発熱ノズルと給電リー
ド部の接続は給電リード部材でボルト接続するか、固有
抵抗の小さい耐熱性接着材で接着させノズル先端で一体
化させる。その他のノズル本体と給電リード部は空気絶
縁する。

【００１３】以上のように構成した給電リード部を有し
た通電発熱ノズルの溶鋼浸漬部分の表面は例えば、Ａｌ
₂ Ｏ₃ 板、ＢＮ板、Ａｌ₂ Ｏ₃ −ＳｉＯ₂ −Ｎａ₂ Ｏ系
コーティング材等で絶縁する。ノズル内表面はＡｌ₂ Ｏ
₃ −ＳｉＯ₂ −Ｎａ₂ Ｏ系コーティング材で溶鋼と絶縁
したことを特徴とする通電発熱ノズルである。また前述
通電発熱ノズルに給電するには、給電リード部上部に、
電源ケーブルと接続した黒鉛、ＺｒＢ₂ 等の固有抵抗が
低く耐熱性に優れた電極をシリンダー等で押圧すること
によって接続する。あるいは、給電リード部上部と電源
ケーブルを直接ボルトにより接続し、給電する。

【００１４】本発明に於ける、鋳型への溶融金属の注入
は、注入開始前に予め給電リード部を介して通電発熱ノ
ズルに通電し、ノズル先端が所要の温度に達したならば
注入を開始し、注入期間中、通電しながら溶融金属を鋳
型に注入する。

【００１５】

【作用】通電によりノズル浸漬部に電流が迂回するため
にメニスカス部位にジュール熱が発生し昇温する。この
時、溶融金属のメニスカス部位に給電するので、溶融金
属への漏電を防止するために、給電リード部の溶融金属
浸漬部、ノズル浸漬部は絶縁を施しているので溶融金属
への漏電はなくノズルのメニスカス部位が加熱され、地
金付着が防止できる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。広
幅薄鋼スラブを製造する双ベルト式連続鋳造法を例とし
て図面を参照しながら説明する。図１は本発明の通電発
熱ノズル詳細である。図２は本発明が実施される双ベル
ト式連続鋳造機の主要部を示す正面図であり、図３は図
２に示す連続鋳造機の側面図である。

【００１７】図２および図３に示すように、タンディシ
ュ１の底部に設けられたタンディシュノズル３にスライ
ディングゲート５が接続されている。タンディシュ１は
取鍋（図示しない）から溶鋼Ｍが供給される。通電発熱
ノズル１１がスライディングゲート５から鋳型２１内ま
で延びている。

【００１８】図１に示すように、通電発熱ノズル１１の
断面形状は偏平であり、フラットノズルとなっている。
通電発熱ノズル１１の頂部１２に注入孔１３が設けられ
ており、注入孔１３は前記スライディングゲート５に連
結している。Ｂ−Ｂ′断面に示すように通電発熱ノズル
１１の断面形状は、広幅の主壁１６と狭幅の側壁１７と
から薄い箱型に形成されている。通電発熱ノズル１１は
全体が導電性のアルミナグラファイト（Ａｌ₂ Ｏ₃ ：７
５％、Ｃ：１５％）で作られている。さらに、両広幅の
主壁６０はＡ−Ａ′断面に示すように、薄肉となってい
る。

【００１９】Ａ−Ａ′断面に示すように狭幅の側壁１７
に沿って給電リード部３５，３９を予め、溶鋼浸漬する
ノズル下端部に、給電リード部と同材質のセラミックボ
ルト４８で接続する。さらに、溶鋼中に浸漬される給電
リード部３９、ノズル表面はＡｌ₂ Ｏ₃ 板等の絶縁材質
４９を貼っている。内壁はＡｌ₂ Ｏ₃ −ＳｉＯ₂ −Ｎａ
₂ Ｏ系コーティング材５０をコーティングしてある。

【００２０】給電リード部上部は電源ケーブルと接続す
るためのボルト孔５１が開孔されている。注入ノズル１
１の寸法は、幅：３００mm、長さ：７５０mm、胴部厚
み：３０mm、壁厚：１０mm、絶縁板厚：１mmである。ノ
ズルと接続される給電リード部はノズル先端から、１０
０mmの位置に１００mm長さで取り付けられている。薄肉
の広幅主壁６０はノズル先端から７０mmの位置から３０
０mmの長さで、幅２００mmの範囲で６mm厚みである。

【００２１】図３において、鋳型２１は、それぞれ相対
する１対の無端鋳造ベルト２２と移動短辺とからなって
いる。鋳造ベルト２２は、架台（図示しない）に支持さ
れた上流側ロール２３、下流側ロール２４および後方に
配置されたステアリングロール２５に掛け渡されてい
る。電動モーターおよび減速機を含む駆動装置（図示し
ない）により上流側ロール２３および下流側ロール２４
を回転駆動して、鋳造ベルト２２を鋳造速度に応じて鋳
片の引き抜き方向Ｖに移動するように回動する。鋳造
中、鋳型２１は冷却装置（図示しない）により水冷され
る。

【００２２】図２に示すように、相対する鋳造ベルト２
２の間に一対の移動短辺２７が相対するように配置され
ている。移動短辺２７は、リングプレートを介して無端
状に連結されて多数のブロック（いずれも図示しない）
により構成されている。移動短辺２７は駆動スプロケッ
ト（図示しない）により鋳造ベルト２２と同様に鋳片引
き抜き方向Ｖに移動するように回動される。移動短辺２
７の側面が前記鋳造ベルト２２に接して偏平な鋳型２１
が形成される。この実施例では、鋳型２１の内寸法は□
５０×１２００mmである。なお、移動短辺２７は鋳片幅
可変装置（図示しない）により鋳型幅方向に移動可能で
ある。

【００２３】一方、タンディシュ１の底部から延びるフ
レーム３１に絶縁ビボット３３を介して、給電リード部
３５が取り付けてある。給電リード部３５は左右一対と
なっており、注入ノズル１１の側壁１７に沿いノズル下
端部まで延びている。給電リード部３５の下端部３９
は、溶鋼浸漬部のノズル下端部とセラミックボルト４８
で接続されている。ノズルとの接続寸法は□３０×７０
×１００mmである。給電リード部３５の頂部は電源４１
が電源ケーブル４２を介して接続されている。

【００２４】上記のように構成された双ベルト式連続鋳
造機において、鋳造開始に先だって通電発熱ノズル１１
に電源４１より２０００Ａ通電する。通電により通電発
熱ノズル１１の先端部はジュール熱を発生し、昇温す
る。通電注入ノズル１１の先端（ノズル先端から５０m
m）が１３００℃の温度まで予熱されると、鋳造ベルト
２２および移動短辺２７を回動させながら、タンディシ
ュ１からスライディングゲート５および通電発熱ノズル
１１を介して溶鋼Ｍを鋳型２１内に供給する。鋳型２１
内の溶鋼Ｍは冷却され、凝固して鋳片を形成する。そし
て、鋳片は下方に引き抜かれる。通電は鋳造が終わるま
で２０００Ａ通電する。

【００２５】

【発明の効果】本発明では、少なくとも、溶融金属のメ
ニスカスに接する部分およびその近傍を導電性材料より
なる発熱部を形成した通電発熱ノズルの給電リード部間
の広幅主壁を薄肉することによって、ノズル先端の浸漬
部からノズル発熱部に給電した場合、浸漬部は高温に加
熱される。その結果、注入ノズルのメニスカスに接する
部分およびその近傍に溶融金属が凝固、固着することは
なく、良好な鋳片品質を得られるばかりでなく、安定鋳
造をも可能とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の通電発熱ノズルの正面図である。

【図２】本発明が実施される双ベルト式連続鋳造機の主
要部を示す正面図である。

【図３】図２に示す連続鋳造機の側面図である。

【符号の説明】

１ タンディシュ ３ タンディシュノズル ５ スライディングゲート １１ 通電発熱ノズル １２ 鋳造ベルト １３ 注入孔 １６ 胴部主壁 １７ 胴部側壁 ２１ 鋳型 ２２ 鋳造ベルト ２３ 上流側ロール ２４ 下流側ロール ２５ ステアリングロール ２７ 移動短辺 ３５ 給電リード部 ３９ 溶鋼中に浸漬される給電リード部 ４１ 電源 ４２ 電源ケーブル ４８ セラミックボルト ４９ Ａｌ₂ Ｏ₃ 絶縁板 ５０ コーティング材 ５１ 電源ケーブル接続孔 ６０ 広幅主壁の薄肉部 Ｍ 溶鋼 ｍ メニスカス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 澤野 清志 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 (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融金属をタンディシュから鋳型に注入
   し、鋳片を連続鋳造する際に用いるノズルであり、ノズ
   ル本体および一対の給電リード部により構成され、かつ
   導電性耐火物から成るフラット型通電発熱注入ノズルに
   おいて、ノズル本体下部の溶融金属中に浸漬する部分よ
   りも上の位置にある広幅主壁面の肉厚を薄肉としたこと
   を特徴とする通電発熱注入ノズル。