JPH09108793A - Continuous casting method and straight immersion nozzle - Google Patents
Continuous casting method and straight immersion nozzleInfo
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- JPH09108793A JPH09108793A JP26406595A JP26406595A JPH09108793A JP H09108793 A JPH09108793 A JP H09108793A JP 26406595 A JP26406595 A JP 26406595A JP 26406595 A JP26406595 A JP 26406595A JP H09108793 A JPH09108793 A JP H09108793A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、連続鋳造におい
て溶鋼をタンディッシュから水冷鋳型に注入する浸漬ノ
ズルにストレート浸漬ノズルを使用して欠陥の無いスラ
ブ，ブルーム，ビレット等の鋳片を製造することのでき
る連続鋳造方法およびこの方法に使用するストレート浸
漬ノズルに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention uses a straight dipping nozzle as a dipping nozzle for injecting molten steel from a tundish into a water-cooled mold in continuous casting to produce slabs such as slabs, blooms and billets without defects. The present invention relates to a continuous casting method that can be performed and a straight dipping nozzle used in this method.
【０００２】[0002]
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】連続鋳造
法において、タンディッシュから水冷鋳型内へ溶鋼を注
入する際には、溶鋼の酸化を防止する目的で、ノズルの
下端を鋳型内の溶湯内に浸漬し、溶湯面下に溶湯を注入
する浸漬ノズル方式、あるいは通常のノズルから溶湯面
上に落下する溶湯注入流を不活性ガスで保護するオープ
ンキャスティング方式が採用されている。また、鋳型内
の溶湯面はモールドパウダーにより被覆し、このパウダ
ーの粉体層・焼結層・溶融層により、溶湯の酸化抑制，
介在物の混入防止，介在物の捕捉，鋳型と凝固シェル間
への溶融層流入による潤滑や急冷防止等を図っている。2. Description of the Related Art In the continuous casting method, when pouring molten steel from a tundish into a water-cooled mold, the lower end of the nozzle is placed in the mold to prevent oxidation of the molten steel. An immersion nozzle method of immersing the molten metal inside and injecting the molten metal below the surface of the molten metal, or an open casting method of protecting the molten metal injection flow falling from the normal nozzle onto the molten metal surface with an inert gas are adopted. The surface of the molten metal in the mold is covered with mold powder, and the powder layer, sintered layer, and molten layer of this powder suppress the oxidation of the molten metal.
The inclusion of inclusions is captured, the inclusions are captured, lubrication and quenching are prevented by the molten layer flowing between the mold and the solidified shell.
【０００３】このような溶鋼の水冷鋳型への注入におい
て、スラブやブルームなど比較的大断面の鋳片を１ロッ
ト数チャージ連続して鋳込む連続鋳造の場合、図７
（ａ）に示すように、耐火物製の浸漬ノズルの下端が閉
塞され、側壁に吐出孔５０ａを備えた所謂２孔浸漬ノズ
ル５０を使用するのが一般的である。左右対称の２つの
吐出口５０ａは水平に対して下向きにある程度の角度を
設定し、溶鋼流路が全体として逆Ｙ字状となるようにし
ている。これは、溶鋼注入流が鋳片未凝固部内に深く侵
入するのを防止し、溶鋼中の介在物や気泡が凝固シェル
に捕捉されるのを防止するためである。In the case of continuous casting in which a molten slab, bloom, or other slab having a relatively large cross-section is continuously charged in one lot in the injection of such molten steel into a water-cooled mold, as shown in FIG.
As shown in (a), it is common to use a so-called two-hole immersion nozzle 50 in which the lower end of the refractory-made immersion nozzle is closed and a side wall is provided with a discharge hole 50a. The two symmetric discharge ports 50a are set downward to a certain angle with respect to the horizontal so that the molten steel flow path has an inverted Y shape as a whole. This is to prevent the molten steel injection flow from penetrating deeply into the unsolidified portion of the slab, and to prevent inclusions and bubbles in the molten steel from being trapped by the solidified shell.
【０００４】しかし、このような２孔浸漬ノズルの場
合、鋳型内壁に沿う下降流により鋳片コーナー部におい
て凝固遅れが生じ、この凝固遅れにより鋳片コーナー部
に縦割れ疵等の有害疵が発生する問題点がある。また、
鋳片中央の未凝固部では溶鋼流動が少なく、液相の凝固
速度が遅いため、中心偏析が生じやすいという問題点も
ある。さらに、この２孔浸漬ノズルを使用して多連鋳を
行う場合、特にアルミキルド鋼を長時間鋳造すると、鋳
造時間の経過と共に浸漬ノズル内管部にアルミナが付着
し、ノズル詰まり等が発生する。このノズル詰まりが発
生すると、所定の流量が得られず多連鋳の阻害要因にな
るばかりか、各吐出孔の吐出量差から鋳型内溶鋼流に偏
流が発生し、パウダー巻込み原因による気泡性欠陥や、
浸漬ノズル内管部に付着したアルミナが剥離し、鋳片内
にトラップされ、介在物原因の内質不良等が発生する。However, in the case of such a two-hole dipping nozzle, a downward flow along the inner wall of the mold causes a delay in solidification at the corner of the slab, and this delay in solidification causes harmful defects such as vertical cracks at the corner of the slab. There is a problem to do. Also,
There is also a problem that center segregation easily occurs because the molten steel flow is small in the unsolidified portion in the center of the slab and the solidification rate of the liquid phase is slow. Further, when performing continuous casting using this two-hole immersion nozzle, especially when casting aluminum killed steel for a long time, alumina adheres to the inner tube of the immersion nozzle as the casting time elapses, resulting in nozzle clogging. When this nozzle clogging occurs, a predetermined flow rate cannot be obtained, which not only hinders continuous casting, but also causes uneven flow in the molten steel flow in the mold due to the difference in the discharge amount of each discharge hole, causing bubble formation due to powder entrainment. Defects or
Alumina adhering to the inner tube portion of the immersion nozzle peels off and is trapped in the slab, causing defects such as inclusions and other defects.
【０００５】また、このような２孔浸漬ノズルを使用し
ない方法として、特開昭６２−２２０２５５号公報で提
案されている連続鋳造方法がある。これは、図７（ｂ）
に示すように、下端が開口する短いストレートノズル６
０をその下端が水冷鋳型４内の湯面の上方に位置するよ
うにタンディッシュ１に取付け、このノズルよりも大径
の浸漬管６１をその下部が湯面下に浸漬されるように配
設し、この浸漬管６１内に不活性ガス６２を充満させて
いる。As a method which does not use such a two-hole immersion nozzle, there is a continuous casting method proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 62-220255. This is shown in Fig. 7 (b).
As shown in Figure 6, a short straight nozzle 6 with an open lower end
0 is attached to the tundish 1 so that its lower end is located above the surface of the molten metal in the water-cooled mold 4, and a dipping pipe 61 having a diameter larger than this nozzle is arranged so that the lower part thereof is immersed below the surface of the molten metal. Then, the dipping pipe 61 is filled with an inert gas 62.
【０００６】しかし、このようなオープンキャスティン
グ方式では、ストレートノズルを取り囲む大径の浸漬管
を水冷鋳型内にセットする必要があるため、大断面のス
ラブ，ブルーム等を鋳造する場合には適用できるが、小
断面のスラブ，ブルーム等の製造においては水冷鋳型と
浸漬管の隙間を十分に確保することが難しい。この隙間
の確保が不十分の場合、溶鋼湯面の酸化防止に使用する
モールドパウダーの流れ込みが阻害され、操業トラブル
などの原因となる。また、浸漬管内にＡｒガスを吹き込
んでも、ノズルと浸漬管との間が開放状態にあるため、
大気中からの溶鋼酸化を完全に防止するのは無理があ
り、溶鋼酸化により介在物生成が促進される。さらに、
鋳型内溶鋼注入流の落とし口にＡｒガスを吹き込むこと
により溶鋼内にＡｒガスがトラップされ、スラブ表面品
質に欠陥をもたらす原因となる。However, in such an open casting method, since it is necessary to set a large diameter dip tube surrounding the straight nozzle in a water-cooled mold, it can be applied when casting a slab, bloom or the like having a large cross section. In the production of slabs, blooms, etc. with a small cross section, it is difficult to secure a sufficient gap between the water-cooled mold and the immersion pipe. If this gap is not secured sufficiently, the flow of the mold powder used to prevent the oxidation of the molten steel surface will be impeded, causing operating troubles. In addition, even if Ar gas is blown into the immersion pipe, the nozzle and the immersion pipe are open,
It is impossible to completely prevent the oxidation of molten steel from the atmosphere, and the formation of inclusions is promoted by the oxidation of molten steel. further,
The Ar gas is trapped in the molten steel by blowing the Ar gas into the outlet of the molten steel injection flow in the mold, which causes a defect in the slab surface quality.
【０００７】また、２孔浸漬ノズルおよびオープンキャ
スティング方式を使用しない方法として、特開平６−１
５４２０号公報で提案されているストレート浸漬ノズル
を用いた無欠陥鋳片の連続鋳造方法がある。これは、図
７（ｃ）に示すように、浸漬ノズルの下端を開放したス
トレート浸漬ノズル７０と、このノズル７０の吐出口下
方近傍における鋳型背面に設置した静磁場発生装置７１
を組み合わせ、ノズル７０からの吐出流の流速を静磁場
により減速させて溶鋼流が鋳片未凝固部内に深く侵入す
るのを防止し、さらにストレート浸漬ノズル７０の上部
に不活性ガス供給管７２を設け、浸漬部にガス分離開孔
７３を設け、ノズル内を流下する溶鋼中の不活性ガス気
泡による洗浄作用によりノズル内面への介在物付着を防
止し、ノズル閉塞を解消している。溶鋼中の不活性ガス
はガス分離開孔７３から分離して浮上させている。Further, as a method which does not use the two-hole immersion nozzle and the open casting method, Japanese Patent Laid-Open No. 6-1 is known.
There is a continuous casting method of a defect-free cast piece using a straight immersion nozzle proposed in Japanese Patent No. 5420. As shown in FIG. 7 (c), this is a straight immersion nozzle 70 in which the lower end of the immersion nozzle is open, and a static magnetic field generator 71 installed on the back surface of the mold near the discharge port of the nozzle 70.
The flow rate of the discharge flow from the nozzle 70 is decelerated by the static magnetic field to prevent the molten steel flow from deeply entering the unsolidified portion of the slab, and an inert gas supply pipe 72 is provided above the straight immersion nozzle 70. By providing a gas separation opening 73 in the submerged portion, the cleaning action of the inert gas bubbles in the molten steel flowing down in the nozzle prevents the inclusion of inclusions on the inner surface of the nozzle, thereby eliminating the nozzle clogging. The inert gas in the molten steel is separated from the gas separation opening 73 and floated.
【０００８】しかし、このようなストレート浸漬ノズル
と静磁場発生装置を使用する方法では、ノズル先端から
の溶鋼流を減速するのに、静磁場発生装置を用いること
は効果的であるが、高価な静磁場発生装置を必要とし、
設備コストが増大する。また、静磁場条件により溶鋼流
速を最適な値に設定するのは難しい。鋳型内の溶鋼流速
を支配するのは、浸漬ノズルの吐出孔の断面積である。
また、Ａｒガスを吹き込むことにより浸漬ノズル詰まり
を防止し、ガス分離開孔を設けることによりＡｒガスが
溶鋼内にトラップされないようにしているが、先に述べ
たように溶鋼流速はガス分離開孔上部の断面積により支
配されるため、ガスが十分に浮上せず、スラブ表面に気
泡性欠陥が生じる。However, in such a method using a straight immersion nozzle and a static magnetic field generator, it is effective to use the static magnetic field generator to decelerate the molten steel flow from the tip of the nozzle, but it is expensive. Requires a static magnetic field generator,
Equipment cost increases. Further, it is difficult to set the molten steel flow velocity to an optimum value depending on the static magnetic field conditions. It is the cross-sectional area of the discharge hole of the immersion nozzle that controls the molten steel flow velocity in the mold.
Further, by blowing Ar gas, it is possible to prevent clogging of the immersion nozzle, and by providing a gas separation opening, Ar gas is prevented from being trapped in the molten steel. Since it is dominated by the cross-sectional area of the upper part, the gas does not float sufficiently and bubble defects occur on the slab surface.
【０００９】さらに、タンディッシュ当たり数チャージ
を連続して鋳造する多連鋳において、特にアルミキルド
鋼では、浸漬ノズル内管部に付着するアルミナを完全に
抑制するのは無理があり、多連鋳を重ねる毎に鋳型内溶
鋼流速に偏流をきたし、鋳型内湯面近傍の溶鋼自身の温
度が降下し、パウダーによる保温性が低下し、パウダー
による介在物吸収能が低下し、これらの原因により、ま
すますＡｒ気泡，介在物等が鋳片にトラップされ、無欠
陥スラブ，ブルームなどの製造には問題がある。Further, in continuous casting in which several charges are continuously cast per tundish, especially with aluminum killed steel, it is impossible to completely suppress the alumina adhering to the inner tube portion of the immersion nozzle, and thus, continuous casting is possible. Each time it is piled up, the molten steel flow velocity in the mold becomes uneven, the temperature of the molten steel itself near the molten metal surface in the mold drops, the heat retention by the powder decreases, and the absorption capacity of inclusions by the powder decreases. Ar bubbles, inclusions, etc. are trapped in the slab, and there is a problem in manufacturing defect-free slabs, blooms and the like.
【００１０】この発明は、前述のような問題点を解消す
べくなされたもので、その目的は、静磁場発生装置等の
高価な設備を使用することなく、比較的簡単な構成のス
トレート浸漬ノズルにより溶鋼中の介在物，気泡などが
鋳片クレータの奥深く侵入することを防止することがで
き、鋳造中の浸漬ノズル詰まり等も防止することがで
き、鋳片の表面および内部に欠陥の無い鋳片を製造する
ことのできる連続鋳造方法およびそのストレート浸漬ノ
ズルを提供することにある。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object thereof is a straight immersion nozzle having a relatively simple structure without using expensive equipment such as a static magnetic field generator. This prevents inclusions and bubbles in the molten steel from penetrating deep into the slab crater, and prevents clogging of the dipping nozzle during casting. It is an object of the present invention to provide a continuous casting method capable of manufacturing a piece and its straight dipping nozzle.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明では、浸漬ノズル先端に開口を有するストレ
ート浸漬ノズルを介して溶鋼を冷却鋳型内に注入し、ス
ラブ・ブルーム・ビレット等の所定の断面形状の鋳片を
連続的に製造する連続鋳造方法において、図１に示すよ
うに、前記ストレート浸漬ノズルに、浸漬ノズルの内部
を貫通する溶鋼流路の基端側内径に対して先端部内径が
拡大したストレート浸漬ノズルを使用し、このストレー
ト浸漬ノズルを前記拡大部分が冷却鋳型内の溶鋼湯面下
に埋没しないように配置して溶鋼を冷却鋳型内に注入す
る。図１におけるＢ寸法は、５０〜１００ｍｍとするの
が好ましい。In order to achieve the above object, in the present invention, molten steel is injected into a cooling mold through a straight immersion nozzle having an opening at the immersion nozzle tip, and a slab, bloom, billet, etc. In a continuous casting method for continuously producing a slab having a predetermined cross-sectional shape, as shown in FIG. 1, the straight immersion nozzle has a distal end with respect to a proximal end inner diameter of a molten steel channel penetrating the inside of the immersion nozzle. A straight immersion nozzle having an enlarged inner diameter is used, and the straight immersion nozzle is arranged so that the enlarged portion is not buried below the surface of the molten steel in the cooling mold, and the molten steel is injected into the cooling mold. The B dimension in FIG. 1 is preferably 50 to 100 mm.
【００１２】このような方法を実施するためのストレー
ト浸漬ノズルとしては、タンディッシュ内の溶鋼を内部
の溶鋼流路を介して冷却鋳型内に注入し、前記溶鋼流路
が浸漬ノズルの基端から先端まで貫通するストレート浸
漬ノズルにおいて、前記溶鋼流路の先端部内径を基端側
内径よりも拡大させたものを使用する。前記拡大部分
は、図２（ａ）に示すように、先端部内径が階段状に拡
大する形状でもよいし、図２（ｂ）に示すように、先端
部内径が先端に向かって漸次増加するテーパー形状とし
てもよい。As a straight immersion nozzle for carrying out such a method, molten steel in a tundish is injected into a cooling mold through an internal molten steel flow path, and the molten steel flow path is formed from the base end of the immersion nozzle. In a straight immersion nozzle that penetrates to the tip, an inner diameter of the molten steel flow passage at the tip end is made larger than the inner diameter at the base end side. The enlarged portion may have a shape in which the inner diameter of the tip portion is stepwise enlarged as shown in FIG. 2A, or the inner diameter of the tip portion gradually increases toward the tip as shown in FIG. 2B. It may be tapered.
【００１３】また、このようなストレート浸漬ノズルに
おいては、浸漬ノズルの基端側溶鋼流路の断面積Ａ1 に
対する先端部溶鋼流路の断面積Ａ2 の比が、（Ａ2 ／Ａ
1)＝１．５〜２．０の範囲であることが好ましい。Further, in such a straight immersion nozzle, the ratio of the sectional area A 2 of the molten steel flow path at the tip end to the sectional area A 1 of the molten steel flow path at the base end side of the immersion nozzle is (A 2 / A
1 ) = 1.5 to 2.0 is preferable.
【００１４】[0014]
【作用】以上のような構成において、図１に示すよう
に、タンディッシュ内の溶鋼は、ストレート浸漬ノズル
の溶鋼流路の断面積Ａ1 の基端側と断面積Ａ2 の先端部
を順に通って冷却鋳型内の溶鋼湯面下に注入される。こ
こで、溶鋼流路内の流体の流れは、連続の式、Ｑ＝Ａ1
Ｖ1 ＝Ａ2 Ｖ2 に従うことが知られている。従って、先
端部のＡ2 断面での溶鋼流速Ｖ2 は断面積比（Ａ2 ／Ａ
1)に見合う分だけ減少することになる。また、このＡ2
断面での溶鋼流速が鋳型内で形成された凝固シェルに衝
突する最大流速Ｖmax は、ノズル内径ｄ0 とノズルから
の距離ｘの関数として表すことができる。即ち、減衰の
式は、Ｖmax ＝６．３Ｖ0 ／（ｘ／ｄ0 ）〔Ｖ0 ：ノズ
ル吐出孔での中心流速〕であり、Ｖ0 ＝Ｖ2 とすると、
Ｖｍａｘは当然減少し、溶鋼流が鋳片内部のクレータ
（未凝固部）の奥深く侵入するのを抑制することができ
る。これにより、溶鋼内気泡・溶鋼内介在物か浮上促進
され、鋳片内にトラップされることなく、良好な無欠陥
スラブ，ブルーム等の製造が可能となる。With the above-described structure, as shown in FIG. 1, the molten steel in the tundish is arranged in the order of the base end side of the cross sectional area A 1 and the tip end of the cross sectional area A 2 of the molten steel flow path of the straight immersion nozzle. It is poured under the surface of the molten steel in the cooling mold. Here, the flow of the fluid in the molten steel flow path is expressed by a continuous equation, Q = A 1
It is known to follow V 1 = A 2 V 2 . Therefore, the molten steel flow velocity V 2 in the A 2 cross section of the tip portion is calculated by the sectional area ratio (A 2 / A
It will be reduced by the amount commensurate with 1 ). Also, this A 2
The maximum flow velocity Vmax at which the molten steel flow velocity at the cross section impinges on the solidified shell formed in the mold can be expressed as a function of the nozzle inner diameter d 0 and the distance x from the nozzle. That is, the expression of the attenuation is Vmax = 6.3V 0 / (x / d 0 ) [V 0 : central flow velocity at the nozzle discharge hole], where V 0 = V 2 .
Vmax naturally decreases and the molten steel flow can be prevented from entering deep inside the crater (unsolidified portion) inside the slab. As a result, bubbles in the molten steel and inclusions in the molten steel are promoted to float, and good defect-free slabs, blooms, etc. can be manufactured without being trapped in the slab.
【００１５】断面積比（Ａ２ ／Ａ1)は、１．５〜２．
０の範囲が最適である。図３は、溶鋼スループットとノ
ズル先端からの溶鋼到達距離の関係を、従来一般の単純
ストレート浸漬ノズルを使用した場合と、本発明の急拡
大管ストレート浸漬ノズルで（Ａ2/Ａ1)＜１．５および
（Ａ2/Ａ1)≧１．５とした場合について比較したグラフ
である。この図３より明らかなように、単純ストレート
浸漬ノズルと急拡大管ストレート浸漬ノズルの到達距離
に顕著な差が見られるが、（Ａ2/Ａ1)＜１．５の場合に
は、到達距離は単純ストレート浸漬ノズルと差はない。
従って、（Ａ2/Ａ1)＜１．５では、先端部ストレートノ
ズル孔を拡大したことによる作用が減少し、ノズル先端
からの溶鋼流が鋳片クレータ（未凝固部）の奥深く侵入
し、溶鋼内気泡・溶鋼内介在物がトラップされ、拡大に
よる効果が減少する。また、（Ａ2/Ａ1)＞２．０にする
と、通常の浸漬ノズル外径の範囲では、浸漬ノズルパウ
ダーラインにおけるノズル外壁肉厚が減少し、パウダー
鋳造による浸漬ノズルの耐用時間が短くなり、多連鋳が
不可となる。The sectional area ratio (A 2 / A 1 ) is 1.5 to 2.
The range of 0 is optimal. FIG. 3 shows the relationship between the molten steel throughput and the molten steel reaching distance from the nozzle tip in the case of using a conventional general simple straight immersion nozzle and in the rapid expansion tube straight immersion nozzle of the present invention (A 2 / A 1 ) <1. 5 is a graph comparing the cases of 0.5 and (A 2 / A 1 ) ≧ 1.5. As is clear from FIG. 3, there is a remarkable difference in the reach distance between the simple straight immersion nozzle and the rapid expansion tube straight immersion nozzle, but when (A 2 / A 1 ) <1.5, the reach distance is Is no different from a simple straight immersion nozzle.
Therefore, when (A 2 / A 1 ) <1.5, the action due to the expansion of the tip straight nozzle hole is reduced, and the molten steel flow from the nozzle tip penetrates deep into the slab crater (unsolidified portion), Bubbles in molten steel and inclusions in molten steel are trapped, and the effect of expansion is reduced. When (A 2 / A 1 )> 2.0, the outer wall thickness of the nozzle in the powder line of the immersion nozzle is reduced within the range of the normal diameter of the immersion nozzle, and the service life of the immersion nozzle due to powder casting is shortened. , Multiple casting becomes impossible.
【００１６】溶鋼注入に際しては、拡大した断面積Ａ2
の先端部ストレートノズル孔が溶鋼湯面下に埋没しない
ことが重要である。本発明の急拡大管ストレート浸漬ノ
ズルを用いた水モデル実験結果によると、埋没させた場
合には断面積Ａ1 の基端側ストレートノズル孔が湯面下
に位置し、単純ストレート浸漬ノズルを用いた条件と同
様となり、ノズル先端からの溶鋼流の到達距離は、図３
の単純ストレート浸漬ノズルと同様の位置まで侵入する
結果となった。また、図１のＢ寸法としては、５０〜１
００ｍｍ程度が最適条件である。Ｂ寸法＜５０ｍｍに設
定すると、鋳造中の湯面変動により、パウダー等の巻き
込み現象を引き起こす。また、Ｂ寸法＞１００ｍｍに設
定すると、浸漬ノズル近傍の湯面の動きが全く無くな
り、メニスカスの温度低下となり、湯面の皮張りが生
じ、溶鋼内気泡が鋳片表面等ヘトラップされ、操業トラ
ブル，品質不良となる。When injecting molten steel, an enlarged cross-sectional area A 2
It is important that the straight nozzle hole at the tip of is not buried below the surface of the molten steel. According to the results of a water model experiment using the straight expansion nozzle of the rapid expansion tube of the present invention, when buried, the straight nozzle hole on the base end side of the cross-sectional area A 1 is located below the molten metal surface, and a simple straight immersion nozzle is used. Under the same conditions as above, the reaching distance of the molten steel flow from the tip of the nozzle is shown in FIG.
The result was that it penetrated into the same position as the simple straight immersion nozzle of. In addition, the B dimension in FIG. 1 is 50 to 1
The optimum condition is about 00 mm. If the B dimension is set to <50 mm, the fluctuation of the molten metal surface during casting causes the phenomenon of entrainment of powder or the like. When the dimension B is set to> 100 mm, the movement of the molten metal surface in the vicinity of the immersion nozzle is completely eliminated, the temperature of the meniscus is lowered, the molten metal surface is clogged, the bubbles in the molten steel are trapped on the surface of the slab, etc. Poor quality.
【００１７】次に、従来の２孔浸漬ノズルの場合には、
鋳型内壁に沿う下降流により鋳片コーナー部において凝
固遅れが生じ、この凝固遅れにより鋳片コーナー部に縦
割れ疵等の有害疵が発生するが、本発明の急拡大管スト
レート浸漬ノズルでは、吐出孔からの溶鋼流は下向き鉛
直となるので、鋳片コーナー部の凝固遅れが無くなり、
鋳片コーナー部の縦割れ疵等を解消することができる。
また、鋳片中央の未凝固部での溶鋼流動を確保でき、中
心偏析も軽減できる。さらに、下向き鉛直の溶鋼流によ
り横方向の偏流が防止され、偏流に起因するパウダー巻
き込み原因による表面欠陥が減少する。Next, in the case of the conventional two-hole immersion nozzle,
Solidification delay occurs in the slab corner portion due to the downward flow along the inner wall of the mold, and toxic flaws such as vertical cracking flaws occur in the slab corner portion due to this solidification delay, but with the rapid expansion pipe straight immersion nozzle of the present invention, discharge Since the molten steel flow from the hole is vertically downward, there is no solidification delay at the corner of the slab,
It is possible to eliminate vertical cracks and the like at the corners of the cast slab.
Further, molten steel flow can be secured in the unsolidified portion in the center of the slab, and center segregation can be reduced. Further, the downward vertical molten steel flow prevents lateral drift, which reduces surface defects due to powder entrainment due to drift.
【００１８】また、一般的な２孔浸漬ノズルでも溶鋼流
がクレータ奥深く侵入するのを防止することができる
が、２孔浸漬ノズルを使用して多連鋳を行う場合、特に
アルミキルド鋼を長時間鋳造すると、浸漬ノズル内管部
にアルミナが付着してノズル詰まり等が発生する。本発
明の急拡大管ストレート浸漬ノズルでは、吐出口が拡大
しているので、ノズル詰まりを解消でき、多連鋳が可能
となり、また溶鋼流の偏流によるパウダー巻き込み原因
の気泡性欠陥およびアルミナトラップによる介在物原因
の内質不良を解消することができる。Further, even with a general two-hole immersion nozzle, it is possible to prevent the molten steel flow from penetrating deep into the crater. However, when performing continuous casting using a two-hole immersion nozzle, especially aluminum killed steel is used for a long time. When cast, alumina adheres to the inner tube portion of the immersion nozzle, causing nozzle clogging and the like. In the rapid expansion tube straight immersion nozzle of the present invention, since the discharge port is enlarged, it is possible to eliminate nozzle clogging, it is possible to perform continuous casting, and also due to the bubble defect and the alumina trap that cause powder entrainment due to the drift of the molten steel flow. It is possible to eliminate defective internal quality caused by inclusions.
【００１９】さらに、従来のオープンキャスティング方
式では、小断面の鋳片に適用できないが、本発明の急拡
大管ストレート浸漬ノズルでは、小断面のスラブ，ブル
ーム等にも適用できる。また、従来のストレート浸漬ノ
ズル方式のように、高価な静磁場発生装置を必要としな
い。さらに、Ａｒガスに起因する問題、溶鋼酸化防止不
足による介在物生成やＡｒガストラップによるスラブ表
面欠陥を解消することができる。Further, although the conventional open casting method cannot be applied to a slab having a small cross section, the rapid expansion tube straight immersion nozzle of the present invention can also be applied to a slab or a bloom having a small cross section. Further, unlike the conventional straight immersion nozzle system, an expensive static magnetic field generator is not required. Further, it is possible to solve the problems caused by Ar gas, the generation of inclusions due to insufficient prevention of molten steel oxidation, and the slab surface defect due to Ar gas trap.
【００２０】 [0020]
【発明の実施の形態】以下、この発明を図示する一実施
例に基づいて詳細に説明する。図１に、この発明に係る
連続鋳造においてストレート浸漬ノズルを使用して溶鋼
を注入する例を示す。図２に、この発明に係るストレー
ト浸漬ノズルの形状を示す。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to an embodiment shown in the drawings. FIG. 1 shows an example of injecting molten steel using a straight immersion nozzle in continuous casting according to the present invention. FIG. 2 shows the shape of the straight immersion nozzle according to the present invention.
【００２１】図１において、タンディッシュ１の下には
スライディングノズル装置２とストレート浸漬ノズル３
が設けられており、取鍋から中間容器としてのタンディ
ッシュ１内に注入された溶鋼は、タンディッシュ１の底
部に設けた上ノズル５、スライディングノズル装置２の
スライディングノズル孔６、ストレート浸漬ノズル３の
溶鋼流路７を介して水冷鋳型４内の溶鋼湯面下に注入さ
れる。In FIG. 1, below the tundish 1 is a sliding nozzle device 2 and a straight immersion nozzle 3.
The molten steel injected from the ladle into the tundish 1 serving as an intermediate container has an upper nozzle 5 provided at the bottom of the tundish 1, a sliding nozzle hole 6 of the sliding nozzle device 2, and a straight immersion nozzle 3 It is injected below the surface of the molten steel in the water-cooled mold 4 via the molten steel flow path 7.
【００２２】スライディングノズル装置２は、上ノズル
５に接合される固定の上プレート８と、油圧シリンダ１
１により摺動するスライドプレート９と、ストレート浸
漬ノズル３が接合される固定の下プレート１０とからな
り、油圧シリンダ１１でスライドプレート９の開度を調
整することにより、溶鋼流量が鋳造速度や鋳片サイズな
どに応じて制御される。なお、水冷鋳型４内に注入され
た溶鋼は、水冷鋳型４による一次冷却により鋳片表面に
凝固シェルが形成され、続くガイドロール群におけるス
プレー水等により二次冷却されて凝固が促進され、完全
凝固した鋳片が引き抜かれる（図示省略）。The sliding nozzle device 2 includes a fixed upper plate 8 joined to the upper nozzle 5 and a hydraulic cylinder 1.
1 is composed of a slide plate 9 that slides by 1 and a fixed lower plate 10 to which the straight immersion nozzle 3 is joined. By adjusting the opening of the slide plate 9 with a hydraulic cylinder 11, the molten steel flow rate can be controlled by the casting speed and casting. It is controlled according to the size of each piece. The molten steel injected into the water-cooled mold 4 forms a solidified shell on the surface of the slab by the primary cooling by the water-cooled mold 4, and is secondarily cooled by the spray water or the like in the following guide roll group to accelerate the solidification, The solidified slab is pulled out (not shown).
【００２３】このような構成において、本発明では、上
下に貫通する溶鋼流路７を有するストレート浸漬ノズル
３を、上部および中間部の基端側ストレートノズル孔７
ａの内径に対して下部の先端部ストレートノズル孔７ｂ
の内径が急拡大する急拡大管ストレート浸漬ノズルとす
る。基端側ストレートノズル孔７ａの断面積をＡ1 と
し、先端部ストレートノズル孔７ｂの断面積をＡ2 とす
ると、断面積比（Ａ2/Ａ1)は、前述した理由から１．５
〜２．０の範囲とするのが好ましい。In such a structure, in the present invention, the straight submerged nozzle 3 having the molten steel passage 7 penetrating vertically is provided with the straight nozzle holes 7 on the base end side of the upper and middle portions.
Straight nozzle hole 7b at the lower end with respect to the inner diameter of a
A rapid expansion tube straight immersion nozzle with a rapidly expanding inner diameter. If the cross-sectional area of the proximal straight nozzle hole 7a is A 1 and the cross-sectional area of the tip straight nozzle hole 7b is A 2 , the cross-sectional area ratio (A 2 / A 1 ) is 1.5 because of the reason described above.
It is preferably in the range of to 2.0.
【００２４】溶鋼注入に際しては、拡大した断面積Ａ2
の先端部ストレートノズル孔７ｂが溶鋼湯面下に埋没し
ないように設定する。図１のＢ寸法は、前述した理由に
より５０〜１００ｍｍ程度とする。When injecting molten steel, an enlarged cross-sectional area A 2
The tip straight nozzle hole 7b is set so as not to be buried below the surface of the molten steel. The B dimension in FIG. 1 is set to about 50 to 100 mm for the reason described above.
【００２５】以上のような構成において、スラブ用連続
鋳造機において本発明の急拡大管ストレートノズル３
（断面積比（Ａ2/Ａ1)＝１．８）を使用して中炭材のア
ルミキルド鋼の鋳造実験を行った。この時の鋳造条件
は、 鋳造鋳型サイズ：厚み３００ｍｍ，幅７００ｍｍ タンディッシュの溶鋼過熱分：２６〜３８ °Ｃ 溶鋼スループット：１．５ ｔｏｎ／ｍｉｎ であった。With the above construction, the rapid expansion tube straight nozzle 3 of the present invention is used in a continuous casting machine for slabs.
A casting experiment of a medium carbonized aluminum-killed steel was carried out by using (cross-sectional area ratio (A 2 / A 1 ) = 1.8). The casting conditions at this time were: casting mold size: thickness 300 mm, width 700 mm, tundish molten steel overheat: 26 to 38 ° C, molten steel throughput: 1.5 ton / min.
【００２６】図４にスラブ表面のピンホール発生個数の
結果を示す。比較のために単純ストレートノズル，断面
積比（Ａ2/Ａ1)＜１．５の急拡大管ストレートノズル
３，２孔浸漬ノズル（逆Ｙ字型）を使用した場合も示し
た。この図４から、単純ストレートノズルと断面積比
（Ａ2/Ａ1)＜１．５の急拡大管ストレートノズル３とで
は顕著な差はないが、本発明の断面積比（Ａ2/Ａ1)≧
１．５の急拡大管ストレートノズル３では、溶鋼流速抑
制の結果、ピンホール発生個数を大幅に低減でき、従来
の２孔浸漬ノズルと同等レベルとなっている。FIG. 4 shows the results of the number of pinholes generated on the surface of the slab. For comparison, a case where a simple straight nozzle, a rapid expansion tube straight nozzle with a cross-sectional area ratio (A 2 / A 1 ) <1.5, and a 2-hole immersion nozzle (inverted Y-shape) is also shown. From FIG. 4, there is no remarkable difference between the simple straight nozzle and the rapid expansion tube straight nozzle 3 having the cross-sectional area ratio (A 2 / A 1 ) <1.5, but the cross-sectional area ratio (A 2 / A of the present invention 1 ) ≧
In the case of the rapid expansion tube straight nozzle 3 of 1.5, as a result of suppressing the molten steel flow velocity, the number of pinholes generated can be greatly reduced, and the level is equivalent to that of the conventional two-hole immersion nozzle.
【００２７】一方、従来の２孔浸漬ノズルにより鋳造し
たスラブは、一般的に鋳片コーナー部に凝固遅れが生
じ、コーナー部に凝固遅れが生じると鋳片コーナーの縦
割れ疵等となって現れ、有害疵となる。図５に凝固遅れ
指数の結果を示す。この凝固遅れ指数は、鋳造後の鋳片
の横断面を研磨し、酸洗後のホワイトラインのくびれ程
度で評価した。この図５から明らかなように、本発明の
断面積比（Ａ2/Ａ1)≧１．５の急拡大管ストレートノズ
ル３を使用することにより、吐出口からの溶鋼流が下向
き鉛直となり、凝固遅れ指数を半減させることができ
た。On the other hand, a slab cast by a conventional two-hole immersion nozzle generally has a delay in solidification at the corner of the slab, and when delay in solidification occurs at the corner, it appears as vertical cracks or the like at the corner of the slab. It becomes a harmful flaw. FIG. 5 shows the result of the coagulation delay index. The solidification delay index was evaluated by the degree of constriction of the white line after pickling after cross-section polishing of the cast slab. As is clear from this FIG. 5, by using the straight expansion nozzle straight nozzle 3 with a cross-sectional area ratio (A 2 / A 1 ) ≧ 1.5 of the present invention, the molten steel flow from the discharge port becomes vertically downward, The coagulation delay index could be halved.
【００２８】また、図６に、浸漬ノズル詰まりの結果を
示す。浸漬ノズル詰まりの指標の条件として、１タンデ
ィッシュ当たり５００分以上の鋳造時間において、アル
ミナ付着原因によりスライディングゲートの開度が鋳造
開始から鋳造末期まで２０％変化した場合を指標とし
た。図６からも明らかなように、急拡大管ストレートノ
ズル３を使用することにより、浸漬ノズル詰まりが激減
し、タンディッシュ当たりの連々指数もアップし、また
耐火物のコスト合理化も大きく改善された。FIG. 6 shows the result of the clogging of the immersion nozzle. As a condition for the index of the immersion nozzle clogging, the index was a case where the opening of the sliding gate changed by 20% from the start of casting to the end of casting at the casting time of 500 minutes or more per tundish due to the cause of alumina adhesion. As is clear from FIG. 6, the use of the sudden expansion tube straight nozzle 3 drastically reduced the clogging of the immersion nozzle, increased the consecutive index per tundish, and greatly improved the rationalization of the refractory cost.
【００２９】なお、急拡大管ストレートノズル３は、図
２（ａ）に示す形状に限らず、図２（ｂ）に示すよう
に、基端側ストレートノズル孔７ａの内径から先端に向
かって漸次内径が増加するテーパー形状の先端部ストレ
ートノズル孔７ｂ’としてもよい。浸漬ノズル内の溶鋼
の流れを円管内の流体として考えた場合、流体の流速は
吐出孔の断面積に律速されるので、断面積が拡大する形
状であればその他の形状でもよい。The sudden expansion tube straight nozzle 3 is not limited to the shape shown in FIG. 2 (a), but as shown in FIG. 2 (b), it gradually increases from the inner diameter of the proximal end side straight nozzle hole 7a toward the tip. A tapered tip straight nozzle hole 7b ′ having an increased inner diameter may be used. When the flow of molten steel in the immersion nozzle is considered as the fluid in the circular pipe, the flow velocity of the fluid is limited by the cross-sectional area of the discharge hole, so other shapes may be used as long as the cross-sectional area is enlarged.
【００３０】[0030]
【発明の効果】前述の通り、この発明は、ストレート浸
漬ノズルに、浸漬ノズルの内部を貫通する溶鋼流路の基
端側内径に対して先端部内径が拡大したストレート浸漬
ノズルを使用し、このストレート浸漬ノズルを前記拡大
部分が冷却鋳型内の溶鋼湯面下に埋没しないように配置
して溶鋼を冷却鋳型内に注入するように構成したため、
次のような効果を奏する。As described above, according to the present invention, the straight dipping nozzle uses the straight dipping nozzle in which the inner diameter at the tip end portion is larger than the inner diameter at the base end side of the molten steel flow passage which penetrates the inside of the dipping nozzle. In order to inject the molten steel into the cooling mold by arranging the straight immersion nozzle so that the enlarged portion is not buried below the molten steel surface in the cooling mold,
The following effects are obtained.
【００３１】(1) 比較的簡単な構造のストレート浸漬ノ
ズルを用いて、溶鋼流が鋳片内部の未凝固部の奥深く侵
入するのを抑制することができ、溶鋼内気泡・溶鋼内介
在物の浮上促進，鋳片内へのトラップ阻止により、良好
な無欠陥鋳片を製造することができる。(1) By using a straight dipping nozzle having a relatively simple structure, it is possible to suppress the molten steel flow from penetrating deep into the unsolidified portion inside the slab and to prevent bubbles in molten steel and inclusions in molten steel. A good defect-free slab can be manufactured by promoting floating and preventing trapping in the slab.
【００３２】(2) 吐出孔からの溶鋼流が下向き鉛直とな
り、鋳片コーナー部の凝固遅れが無くなり、鋳片コーナ
ー部の縦割れ疵等を解消することができる。また、鋳片
中央の未凝固部での溶鋼流動を確保でき、中心偏析も軽
減できる。さらに、下向き鉛直の溶鋼流により横方向の
偏流が防止され、偏流に起因するパウダー巻き込み原因
による表面欠陥が減少する。(2) The molten steel flow from the discharge holes becomes vertically downward, the solidification delay at the slab corners is eliminated, and vertical cracks and the like at the slab corners can be eliminated. Further, molten steel flow can be secured in the unsolidified portion in the center of the slab, and center segregation can be reduced. Further, the downward vertical molten steel flow prevents lateral drift, which reduces surface defects due to powder entrainment due to drift.
【００３３】(3) 吐出口が拡大しているので、ノズル詰
まりを解消でき、多連鋳が可能となり、また溶鋼流の偏
流によるパウダー巻き込み原因の気泡性欠陥およびアル
ミナトラップによる介在物原因の内質不良を解消するこ
とができる。(3) Since the discharge port is enlarged, nozzle clogging can be eliminated, multiple casting can be performed, and among the causes of bubble inclusions caused by powder entrainment due to drift of molten steel flow and inclusions caused by alumina traps. Poor quality can be eliminated.
【００３４】(4) 従来の静磁場発生装置のような高価な
設備を必要としない。また、従来の２孔浸漬ノズルのよ
うに側壁吐出孔を必要とせず、先端吐出孔分のノズル耐
火物の削減およびノズル製作工程の簡略化を図れる。ま
た、多連鋳での連続使用により耐火物コストも低減する
ことができる。これにより、設備コストを大幅に低減で
きる。(4) No expensive equipment such as the conventional static magnetic field generator is required. Further, unlike the conventional two-hole immersion nozzle, the side wall discharge hole is not required, and the nozzle refractory for the tip discharge hole can be reduced and the nozzle manufacturing process can be simplified. Further, refractory cost can be reduced by continuous use in multiple casting. As a result, the equipment cost can be significantly reduced.
【００３５】(5) 小断面のスラブ，ブルーム等にも適用
できる。さらに、Ａｒガスに起因する介在物生成やスラ
ブ表面欠陥を解消することができる。(5) It can also be applied to small cross-section slabs, blooms, etc. Furthermore, inclusion generation and slab surface defects caused by Ar gas can be eliminated.
【００３６】(6) 以上から、比較的簡単で安価なストレ
ート浸漬ノズルのみを使用して、表面欠陥および内部欠
陥の無い鋳片を低コストで製造することができる。(6) From the above, it is possible to manufacture a slab without surface defects and internal defects at low cost by using only a relatively simple and inexpensive straight immersion nozzle.
【図１】この発明に係る連続鋳造においてストレート浸
漬ノズルを使用して溶鋼を注入する例を示す断面図であ
る。FIG. 1 is a sectional view showing an example of injecting molten steel using a straight immersion nozzle in continuous casting according to the present invention.
【図２】（ａ）は、この発明に係るストレート浸漬ノズ
ルを示す正面図、（ｂ）はその変形例を示す正面図であ
る。FIG. 2 (a) is a front view showing a straight immersion nozzle according to the present invention, and FIG. 2 (b) is a front view showing a modification thereof.
【図３】溶鋼スループットに対するノズル先端からの到
達距離を本発明と比較例とで比較したグラフである。FIG. 3 is a graph comparing the reaching distance from the nozzle tip with respect to the molten steel throughput between the present invention and a comparative example.
【図４】ピンホール発生個数を本発明と比較例とで比較
したグラフである。FIG. 4 is a graph comparing the number of pinholes generated between the present invention and a comparative example.
【図５】凝固割れ指数を本発明と比較例とで比較したグ
ラフである。FIG. 5 is a graph comparing solidification cracking index between the present invention and a comparative example.
【図６】ノズル詰まり指数を本発明と比較例とで比較し
たグラフである。FIG. 6 is a graph comparing the nozzle clogging index between the present invention and a comparative example.
【図７】従来のノズルの断面図であり、（ａ）は２孔浸
漬ノズル、（ｂ）はオープンキャスティングノズル方
式、（ｃ）はストレート浸漬ノズル方式を示す。FIG. 7 is a cross-sectional view of a conventional nozzle, (a) shows a two-hole immersion nozzle, (b) shows an open casting nozzle system, and (c) shows a straight immersion nozzle system.
１…タンディッシュ ２…スライディングノズル装置 ３…急拡大管ストレート浸漬ノズル ４…水冷鋳型 ５…上ノズル ６…スライディングノズル孔 ７…溶鋼流路 ７ａ…基端側ストレートノズル孔 ７ｂ…先端部ストレートノズル孔 ８…上プレート ９…スライドプレート １０…下プレート １１…油圧シリンダ 1 ... Tundish 2 ... Sliding Nozzle Device 3 ... Rapid Expansion Tube Straight Immersion Nozzle 4 ... Water Cooled Mold 5 ... Upper Nozzle 6 ... Sliding Nozzle Hole 7 ... Molten Steel Flow Path 7a ... Base Side Straight Nozzle Hole 7b ... Tip Straight Nozzle Hole 8 ... Upper plate 9 ... Slide plate 10 ... Lower plate 11 ... Hydraulic cylinder
Claims (3)
ト浸漬ノズルを介して溶鋼を冷却鋳型内に注入し、所定
の断面形状の鋳片を連続的に製造する連続鋳造方法にお
いて、 前記ストレート浸漬ノズルに、浸漬ノズルの内部を貫通
する溶鋼流路の基端側内径に対して先端部内径が拡大し
たストレート浸漬ノズルを使用し、このストレート浸漬
ノズルを前記拡大部分が冷却鋳型内の溶鋼湯面下に埋没
しないように配置して溶鋼を冷却鋳型内に注入すること
を特徴とする連続鋳造方法。1. A continuous casting method for injecting molten steel into a cooling mold through a straight dipping nozzle having an opening at the tip of the dipping nozzle to continuously produce a slab having a predetermined cross-sectional shape, wherein the straight dipping nozzle is , A straight dipping nozzle with an enlarged inner diameter at the tip is used with respect to the inner diameter on the proximal side of the molten steel passage penetrating the inside of the dipping nozzle. A continuous casting method characterized by pouring molten steel into a cooling mold by arranging so as not to be buried.
路を介して冷却鋳型内に注入し、前記溶鋼流路が浸漬ノ
ズルの基端から先端まで貫通するストレート浸漬ノズル
において、前記溶鋼流路の先端部内径を基端側内径より
も拡大させてなることを特徴とするストレート浸漬ノズ
ル。2. A straight immersion nozzle in which molten steel in a tundish is injected into a cooling mold through an internal molten steel flow path, and the molten steel flow path penetrates from the base end to the tip of the immersion nozzle. A straight immersion nozzle characterized in that the inner diameter at the tip end is larger than the inner diameter at the base end side.
において、浸漬ノズルの基端側溶鋼流路の断面積Ａ1 に
対する先端部溶鋼流路の断面積Ａ2 の比が、（Ａ2 ／Ａ
1)＝１．５〜２．０の範囲であることを特徴とするスト
レート浸漬ノズル。3. The straight immersion nozzle according to claim 2, wherein the ratio of the sectional area A 2 of the molten steel flow path at the tip end to the sectional area A 1 of the molten steel flow path at the base end side of the immersion nozzle is (A 2 / A
1 ) = 1.5 to 2.0, a straight immersion nozzle.
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|---|---|---|---|
| JP7264065A JP3018960B2 (en) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | Continuous casting method and its straight immersion nozzle |
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-
1995
- 1995-10-12 JP JP7264065A patent/JP3018960B2/en not_active Expired - Fee Related
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