JPH0819839A - 連続鋳造用スライドバルブ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スライドバルブの絞りによる偏流の発生を軽
減し、浸漬ノズル内への析出物の付着量の低減およびモ
ールド内での流動性を改善し、製品の品質の向上と操業
の安定性を図る連続鋳造用スライドバルブ装置を提供す
る。 【構成】 溶融金属容器の溶融金属流出口の下部に装着
され、固定プレート１１、１７に対し可動プレート１２
をスライドさせて各プレートに形成された流出孔の流出
面積を変えることにより下部に配設されるノズルからの
溶融金属の流出量を制御する連続鋳造用スライドバルブ
装置において、上記各プレート１１、１２、１７に形成
される流出孔１５、１６、１８を上位のプレートの孔径
に対し下位のプレートの孔径を小としたことを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は連続鋳造用スライドバル
ブ装置に係り、特にそのプレートを改良したスライドバ
ルブ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】連続鋳造設備におけるタンデイッシュや
取鍋等の溶融金属容器の底部には、図１、図２にタンデ
イッシュの場合を示すように、タンデイッシュ１の底部
１ａのノズル受け煉瓦２に出鋼口３が開口されてその内
部にインサートノズル４が装着され、タンデイッシュ１
の下面には二層式または三層式のスライドバルブ装置５
が装着され、このスライドバルブ装置５は下部に下ノズ
ル６（整流ノズル）が装着され、さらにその下部にはモ
ールド７内に浸漬される浸漬ノズル８が装着されてい
て、前記スライドバルブ装置５の作動により溶融金属の
流出量を制御するようになされている。９、９は浸漬ノ
ズル８の下部に開口する吐出口を示す。

【０００３】上記スライドバルブ装置５は、図１にタン
デイッシュの他に主として取鍋に用いられる二層式を、
図２に主としてタンデイッシュ１に用いられる三層式を
各略示断面図として示すように、二層式のスライドバル
ブ装置５では、スライドバルブ装置５の装置本体１０に
固定的に設けられる固定プレート１１と、その下部にあ
ってスライド可能に設けられる可動プレート１２とを有
し、この可動プレート１２は装置本体１０の外側部に取
付けられた油圧シリンダ１３のピストンロッド１４に連
結され、油圧シリンダ１３の作動により可動プレート１
２をスライドさせて固定プレート１１と可動プレート１
２とに形成されている溶融金属流出孔１５、１６の開度
を調整することにより溶融金属の流出量が制御されるよ
うになっている。

【０００４】三層式のスライドバルブ装置５では、可動
プレート１２が上下の固定プレート１１、１７の間に位
置し、これら固定プレート１１、１７の間で可動プレー
ト１２がスライドし、各プレートの流出孔１５、１６、
１８の開度を変えて流出量を制御するようになってい
る。なお１９は浸漬ノズル８の脱着用シリンダ、２０は
支持アームを示す。

【０００５】上記の二層、三層式のいずれであっても、
従来のスライドバルブ装置５、５の各プレートの流出孔
１５、１６または１５、１６、１８はすべて同一径とさ
れており、またその下位に位置する下ノズル６の内径も
上記流出孔と同一径とされている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記スライドバルブ装
置５は、溶融金属の流出量の制御性において優れた機能
を有するが、図３に二層式の場合のモールド７の長手方
向に可動プレート１２がスライドした場合（図４）を示
し、また図５に三層式の場合のモールド７の幅方向に可
動プレート１２がスライドした場合（図６）をそれぞれ
模式的に示すように、可動プレート１２をスライドさせ
て流出孔面積を減少させたとき可動プレート１２の流出
孔１６の位置がずれる（絞る）ため溶融金属の流れが下
ノズル６内の偏った位置へ流入し、それがために流入し
た位置とは反対側に渦流ａが生じるとともに浸漬ノズル
８へ至ったとき浸漬ノズル８内で偏流が生じ、浸漬ノズ
ル８の下方両側部に開口する吐出口９、９から流出する
溶融金属流出量が不均衡となる。また浸漬ノズル８内で
の偏流が大きくなると、浸漬ノズル８内に流れの淀みが
発生し、特にアルミキルド鋼の製造時にはアルミナ析出
物が淀み部を中心に浸漬ノズル８の内周面に堆積し、ノ
ズル閉塞を伴って流量制御が困難になることや、これが
連続鋳造中に剥離して鋼中に入ると製品の品質欠陥をき
たし、また浸漬ノズル８内での偏流が大きいとモールド
７内での溶融金属の流動性に悪影響を及ぼし、操業の安
定性を損なうという問題が生じる。

【０００７】本発明はこれに鑑み、可動プレートのスラ
イドによる流出孔の絞りにより偏流が発生することを軽
減し、浸漬ノズル内への析出物の付着量を低減するとと
もにモールド内での流動性を改善し、これにより製品の
品質の向上と操業の安定性を図ることができる連続鋳造
用スライドバルブ装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記従来の技術が有する
問題点を解決する手段として本発明は、溶融金属容器の
溶融金属流出口の下部に装着され、固定プレートに対し
可動プレートをスライドさせて各プレートに形成された
流出孔の流出面積を変えることにより下部に配設される
ノズルからの溶融金属の流出量を制御する連続鋳造用ス
ライドバルブ装置において、上記各プレートに形成され
る流出孔を上部側のプレート（上位のプレートという）
の孔径に対し下部側のプレート（下位のプレートとい
う）の孔径を小としたこと、および下位のプレートの流
出孔の孔径に対し下ノズルの孔径を小としたことを特徴
とする。そして上記口径の比率は上部側のプレートの流
出孔の孔径をＤ、下位のプレートの流出孔の孔径をｄ、
下ノズルの孔径をｄ′とするとき、Ｄ≧ｄ＋Ｄ／１０〜
Ｄ／２０、Ｄ≧ｄ≧ｄ′＋Ｄ／１０〜Ｄ／２０の範囲と
される。

【０００９】

【作用】上記構成に基づく溶融金属の偏流低減作用は、
孔径が減少された下位のプレートの流出孔または下ノズ
ルが溶融金属の流れの障害を作り、この障害により下位
のプレートまたは下ノズルの部分で溶融金属の流れが均
等化し、浸漬ノズル内に流入したのちにおける偏流の発
生もそれだけ低減する。また下位のプレートまたは下ノ
ズル部分で発生していた負圧の程度が小さくなるため該
部における渦流の発生が減少し、この負圧の減少に伴な
いプレートの面間からの外気の吸入が減少して溶融金属
の酸化および吸窒が防がれ、アルミキルド鋼の場合アル
ミナ析出物が減少してアルミナの付着量が低減し、製品
の品質、歩留りの向上が図られる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例を参照し、
図１、図２と共通する部材についてはこれと同一符号を
用いて説明する。

【００１１】本発明の基本構成は、三層式のスライドバ
ルブ装置の場合を図７に示すように、上位の固定プレー
ト１１と可動プレート１２との流出孔１５、１６の孔径
Ｄは同一とされ、可動プレート１２の下位に位置する固
定プレート１７の流出孔１８の孔径ｄおよび下ノズル６
の孔径ｄ′が前記可動プレート１２の流出孔１６の孔径
Ｄに対しＤ＞ｄ、またはＤ≧ｄ＞ｄ′とされ、好ましく
はＤ≧ｄ＋５〜１０（ｍｍ）、またはＤ≧ｄ≧ｄ′＋５
〜１０（ｍｍ）の条件を満すものとされる。

【００１２】図１０、図１１は、従来構造のものと本発
明構造のものとの流れの状況の水モデルによる実験結果
を示すもので、従来構造としては、上位の固定プレート
１１、次位の可動プレート１２、下位の固定プレート１
７の各流出孔１５、１６、１８の孔径を各７０φ、下ノ
ズル６の孔径を７０φ、浸漬ノズル８の孔径を８０φと
した場合であり、本発明構造としては、上位の固定プレ
ート１１および可動プレート１２の各流出孔１５、１６
の孔径を各７０φ、下位の固定プレート１７の流出孔１
８の孔径および下ノズル６孔径を６４φ、浸漬ノズル８
の孔径を８０φとした場合に相当する。上記実験は、ア
クリル製の浸漬ノズル内の水の流速をピトー管を用いて
測定したものであり、測定箇所は図９のように流出孔の
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの各点、および縦方向に６０ｍｍ間
隔で８箇所とし、各箇所での中央部および可動プレート
のスライド方向の左右の壁面から５ｍｍ離間した位置に
おいて各々５回測定し、その平均値により評価した。そ
して上記図１０、図１１の左側が上流側、同右側が下流
側を示し、左から右へ流れを示している。

【００１３】上記実験結果から、従来構造によると図１
０のように浸漬ノズル８内の流速が特に浸漬ノズル８の
上部において不均一であることが認められ、これに基づ
く偏流現象は浸漬ノズル８の下部に至るにつれて次第に
緩和されることはみられるものの浸漬ノズル８の下端部
に至るもなお完全には解消されず、かなりの流速のばら
つきがみられる。

【００１４】これに対し本発明構造による場合は、図１
１のように浸漬ノズル８の上部において流速分布のばら
つきが比較的少なく、特に浸漬ノズル８の中部では流速
のばらつきが殆んど解消され、浸漬ノズル８の下部にお
いては殆んど流速のばらつきがなくなっており、スライ
ドバルブ装置の絞りに基因する偏流はほぼ解消され得る
ことが判明した。

【００１５】ちなみに下位の固定プレート１７の流出孔
１８の孔径、および下ノズル６の孔径を６７φとした場
合は、図１２に示すように浸漬ノズル８内でかなりの偏
流が確認された。

【００１６】スライドバルブ装置部分での流れの状況を
考察すると、図７に矢印で示すように孔径ｄに縮径した
下位の固定プレート１７の流出孔１８（または下ノズル
６）の部分が溶融金属の流れの障害となることによって
下位の固定プレート１７（または下ノズル６）部分で溶
融金属の流れが平均化され、これにより浸漬ノズル８内
での偏流を起こすことが低下する要因となっていると堆
測される。

【００１７】また本発明構造によると、各プレートの流
出孔部分において発生する負圧も小さくなることが上記
実験の結果から判明した。その結果を図１４に示すが、
図１３（Ａ），（Ｂ）において可動プレート１２の流出
孔１６の図中ａ、ｂ、ｃでの圧力を測定したところ図１
４にみられるように従来構造では流量が２００ l／mim
を超えると急速に負圧の増大がみられるが、本発明構造
によればｃ点においても−０．０３〜−０．０７kg／cm
² 程度であり、特に可動プレート１２の流出孔１６部分
で発生する負圧が小さいことが分る。これは特に高速連
鋳時に各プレート面間から外気を吸入することが少なく
なることを意味し、空気の吸入が直接原因となる鋼製品
の劣化、浸漬ノズル８内面へのアルミナ等析出物の付
着、可動プレート１２の損傷等が防止されるなどの好ま
しい結果が得られることになる。

【００１８】

【表１】 表１は、アルミキルド鋼を製造する際におけるアルミナ
析出物の付着状況の比較を示すもので、この表１にみら
れるように下位の固定プレート１７の流出孔１８および
下ノズル６を共に６４φとしたもの（本発明構造
（１））、または下ノズル６の孔径のみ６４φとしたも
の（本発明構造（２））、下位の固定プレート１７の流
出孔１８を６４φ、下ノズル６を５８φとしたもの（本
発明構造（３））は、いずれもアルミナ付着指数が従来
構造を１００とするとき５０、７０、５０と略半減して
おり、これは連鋳数が増してもアルミナの付着によるト
ラブルが少ないことを表わす。また下位の固定プレート
１７の流出孔１８および下ノズル６を共に６７φとした
もの（本発明構造（４））の９５に比しきわめて良好な
結果が得られている。

【００１９】また、製品の表面欠陥についてみると、従
来構造による場合を１００とするとき本発明構造（１）
では７０、同（２）では８５、同（３）では７０と略３
０％の減少がみられる。さらに浸漬ノズル８へのアルミ
ナの付着厚についてみると、図１５のように本発明構造
によれば、浸漬ノズル８の下部側面に開口する吐出口９
より上方へ５０ｍｍの位置でみたとき、連鋳５回目でも
最大で５ｍｍであるのに対し、従来構造では連鋳５回で
１５ｍｍにまで達している。

【００２０】上記のことから、負圧の発生の減少、およ
びアルミナの付着量の減少を達成させるには、前述のよ
うに少なくともＤ≧ｄ＋５〜１０（ｍｍ）、またはＤ≧
ｄ≧ｄ′＋５〜１０（ｍｍ）とすることが望ましく、ま
たそれに近い効果を生むためにはＤ≧ｄ＋Ｄ／１０〜Ｄ
／２０、またはＤ≧ｄ≧ｄ′＋Ｄ／１０〜Ｄ／２０とす
るのがよい。

【００２１】前記下位の固定プレート１７の流出口１８
または下ノズル６の孔径の縮小化については、図１６〜
図１７に示す形状とすることができる。すなわち下位の
固定プレート１７の流出孔１８の場合は、ストレートの
まま小径ｄとするもの（図１６（Ａ））、上半部を下す
ぼまり状のテーパー面１８ａとし、下半部をストレート
の小径ｄとするもの（図１６（Ｂ））、すべて下すぼま
りのテーパー孔としてその下端が小径ｄとするもの（図
１６Ｃ））などがある。また下ノズル６では、ストレー
トのまま小径ｄ′とするもの（図１７（Ａ））、テーパ
ー孔によりその下端を小径ｄ′とするもの（図１７
（Ｂ））、上下部は大径とし、中間部のみを小径ｄ′と
するもの（図１７（Ｃ））、上部をテーパー面６ａと
し、下半部をストレートの小径ｄ′とするもの（図１７
（Ｄ））などとすることができる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、連
続鋳造設備の溶融金属容器の下部に装着されて溶融金属
の流出量を制御するスライドバルブ装置において、下位
の固定プレートの流出孔および／または下ノズルの孔径
を上位のプレートの流出孔の孔径より小さくしたことに
より、浸漬ノズルの上下間領域において偏流を生じるこ
とが減少し、これにより流れの淀みが生じにくくなり、
溶融金属からの析出物の浸漬ノズル内面への付着量が減
少し、これが剥離して製品に混入することも防止されて
製品の品質劣化を防止することができる。

【００２３】また浸漬ノズルへ流入する前段階における
流速の均一化が図れるので、負圧の発生が抑止され、プ
レート間から外気を吸入することが減少し、これにより
製品にエアが接触しないので製品の劣化が防がれるとと
もにプレートの損傷も防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の適用対象としての二層式スライドバル
ブ装置を示す断面図。

【図２】同、三層式スライドバルブ装置の断面図。

【図３】二層式スライドバルブ装置における溶融金属の
流れの状況を示す従来技術の説明図。

【図４】スライドバルブ装置の可動プレートのスライド
方向を示す説明図。

【図５】同、三層式スライドバルブ装置における溶融金
属の流れの状況を示す従来技術の説明図。

【図６】同、可動プレートのスライド方向を示す説明
図。

【図７】本発明の一実施例を示す可動プレートのスライ
ド時の説明図。

【図８】図７に対応する従来技術の説明図。

【図９】流速の測定箇所を示す説明図。

【図１０】図８の従来技術における流れの状況の実験結
果を示すグラフ。

【図１１】本発明による流れの状況の実験結果を示すグ
ラフ。

【図１２】同、他の例による実験結果を示すグラフ。

【図１３】（Ａ），（Ｂ）はプレート部分に生じる負圧
の測定点を示す説明図。

【図１４】負圧の発生度合いを比較したグラフ。

【図１５】浸漬ノズル内へのアルミナ付着厚を比較した
グラフ。

【図１６】（Ａ）〜（Ｃ）はプレートの縮径された流出
孔の形状例を示す断面図。

【図１７】（Ａ）〜（Ｃ）は下ノズルの縮径形状例を示
す断面図。

【符号の説明】

１ タンデイッシュ ５ スライドバルブ装置 ６ 下ノズル（整流ノズル） ７ モールド ８ 浸漬ノズル ９ 吐出口 １１ 上位の固定プレート １２ 可動プレート １５、１６、１８ 流出孔 １７ 下位の固定プレート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前 田 昌 宏 兵庫県加古川市金沢町１番地 株式会社神 戸製鋼所加古川製鉄所内 (72)発明者 木 村 雅 保 兵庫県加古川市金沢町１番地 株式会社神 戸製鋼所加古川製鉄所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】溶融金属容器の溶融金属流出口の下部に装
   着され、固定プレートに対し可動プレートをスライドさ
   せて各プレートに形成された流出孔の流出面積を変える
   ことにより下部に配設されるノズルからの溶融金属の流
   出量を制御する連続鋳造用スライドバルブ装置におい
   て、上記各プレートに形成される流出孔を上位のプレー
   トの孔径に対し下位のプレートの孔径を小としたことを
   特徴とする連続鋳造用スライドバルブ装置。
2. 【請求項２】前記下位に位置するプレートの流出孔の孔
   径に対しその下位に位置するノズルの孔径を小とした請
   求項１記載の連続鋳造用スライドバルブ装置。
3. 【請求項３】前記孔径の比率は、上位のプレートの流出
   孔の孔径をＤ、下位のプレートの流出孔の孔径をｄ、下
   ノズルの孔径をｄ′とするとき、Ｄ≧ｄ＋Ｄ／１０〜Ｄ
   ／２０、Ｄ≧ｄ≧ｄ′＋Ｄ／１０〜Ｄ／２０とした請求
   項１記載の連続鋳造用スライドバルブ装置。