JPH09271910A - 異鋼種の連続鋳造方法及び連続鋳造用浸漬ノズル - Google Patents

異鋼種の連続鋳造方法及び連続鋳造用浸漬ノズル

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JPH09271910A
JPH09271910A JP8374396A JP8374396A JPH09271910A JP H09271910 A JPH09271910 A JP H09271910A JP 8374396 A JP8374396 A JP 8374396A JP 8374396 A JP8374396 A JP 8374396A JP H09271910 A JPH09271910 A JP H09271910A
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JP
Japan
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nozzle
continuous casting
magnetic field
mold
discharge
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Withdrawn
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JP8374396A
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English (en)
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Hiroshi Harada
寛 原田
Takashi Morohoshi
隆 諸星
Kenichi Miyazawa
憲一 宮沢
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 仕切鉄板等を鋳型内に挿入することなく、か
つ、鋳造速度を落とすことなく、成分の異なる溶鋼の異
鋼種連続鋳造を可能とする連続鋳造方法とそれに用いる
浸漬3孔ノズルの提供。 【解決手段】 鋳型のノズル吐出孔よりも下方の位置に
直流磁場を発生するための電磁石を配設して鋳片の厚み
を横切るように鋳片の幅方向に均一な磁束密度分布を有
する直流磁場を印加しつつ、同時に3つの吐出孔を有す
る浸漬ノズルを用いて、ノズル側部の水平吐出孔からの
吐出流は磁力線と平行に吐出させ、さらにノズル底部の
スリット状吐出孔から下降流を吐出させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に異鋼種の成分
混合領域を最小にするために、鋳型内のノズル吐出孔よ
りも下方の位置に直流磁場を発生するための電磁石を配
設し、併せて3つのノズル吐出孔を有する浸漬ノズルを
用いることによる、成分の異なる異鋼種の連続鋳造方法
およびそれに用いる連続鋳造用浸漬ノズルに関する。
【0002】
【従来の技術】連続鋳造において成分の異なる溶鋼を引
き続き連続鋳造する、いわゆる異鋼種連続鋳造をする際
には、成分が変化する部位の鋳型内に鉄板製の仕切板を
挿入して前後のチャージの溶鋼を遮断し、成分混合域を
最小にする方法が一般的に行われている。このような方
法は連続鋳造を一時的に中断し、人力あるいは機械的に
鋳型内に鉄板を挿入した後、鋳造を再開することにな
る。ところで、この作業は、鋳型内溶融スラグの除去作
業や重量物である仕切鉄板の挿入作業があり、これらの
作業性が悪いことに起因する問題がある。また、一時的
に鋳造を中断するため、生産性の低下や鋳片の表面性状
及び内部品質の劣化を引き起こす可能性が高いだけでな
く、ストッパーあるいはスライディングノズルを全閉
し、注入流を一時的に中断させるために、溶鋼の温度が
低めの場合には注入を中断中にストッパーあるいはスラ
イディングノズル近傍の溶鋼が凝固し、再度鋳造を開始
するのが困難となる。
【0003】このような問題点を解決するため、本発明
者等は特開平6−304718号公報において、最初の
連続鋳造が終了し引き続いてそれとは成分の異なる溶鋼
を連続鋳造する際に、鋳型内の溶融金属メニスカスより
下方の位置に、鋳片の厚みを横切るように鋳片幅方向に
均一な磁束密度分布を有する直流磁界を印加しつつ、同
時に浸漬ノズルからの溶融金属吐出流を磁力線に平行に
流しながら、中断することなく成分の異なる溶融金属を
続けて鋳造することを特徴とする連続鋳造方法を開示し
ている。この方法により、成分が異なる溶融金属の混合
長さを短くすることができた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
6−304718号公報に開示した方法は、仕切鉄板の
装入等に起因する作業性の問題は解決されたものの、相
対するノズル側部から、磁力線に平行な方向に沿って長
辺側凝固シェルに衝突する、ノズル吐出流による凝固シ
ェルの再溶解が生じ易く鋳造速度を落とさざるを得ない
という新たな問題が生じた。
【0005】本発明の目的は仕切鉄板を鋳型内に挿入す
ることなく、かつ、鋳造速度を落とすことなく、成分の
異なる溶鋼の異鋼種連続鋳造を可能とする連続鋳造方法
とそれに用いる浸漬ノズルを提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために実機の1/2スケールに相当する水銀
を用いたモデル実験を行い、鋳型内のノズル吐出孔より
も下方の位置に直流磁場を発生させるための電磁石を配
設し、併せて本発明の3孔浸漬ノズルを用いることによ
り、直流磁界よりも下方の水平断面における水銀の下降
流分布を均一化させることができるとの知見に基づいて
本発明に至った。
【0007】本発明の要旨は下記の通りである。 (1) ある溶鋼成分の連続鋳造が終了し、続けてそれ
とは異なる成分の溶鋼を連続鋳造する異鋼種連続鋳造方
法において、鋳型内のノズル吐出孔よりも下方の位置に
直流磁場を発生させるための電磁石を配設して、鋳片の
厚みを横切るように鋳片の幅方向に均一な磁束分布を有
する直流磁界を印加しつつ、同時に浸漬ノズルの側部と
底部に吐出孔を有する浸漬ノズルを用い、かつ、側部の
相対する位置の二つの吐出孔から吐出する吐出流は磁力
線と平行に鋳型の相対する長辺方向に吐出させ、並びに
底部の吐出孔からは下降流として吐出させることによ
り、直流磁界よりも下方の水平断面における溶鋼の下降
流分布を均一化させることにより、異鋼種の成分混合領
域を最小にして連続鋳造することを特徴とする異鋼種連
続鋳造方法である。
【0008】(2) (1)に記載の連続鋳造用浸漬ノ
ズルにおいて、吐出孔をノズル側部の相対する位置に設
け、かつ、ノズル底部に前記側部の吐出孔を結ぶ中心線
と直角な方向に、該ノズルの底部を貫通するスリット状
の下向き吐出孔を設け、スリットの幅dが下記式(1)
を満足することを特徴とする、連続鋳造用浸漬ノズル。 1/3R<d<2/3R・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(1) ただし、R:ノズルの内径(mm) d:下向き吐出孔のスリット幅(mm)
【0009】
【発明の実施の形態】本発明は、鋳型の幅方向全体にわ
たってほぼ均一な磁束密度分布を有する直流磁界を厚み
方向に印加することにより鋳型内溶鋼流動を制御する。
この方法において重要なノズル吐出方向の影響を明らか
にするため、実機の約1/2スケールに相当する水銀を
用いたモデル実験を行った。直流磁場は、例えば図1に
示すようなコの字型の鉄芯1の相対する位置の一対のコ
イル2に直流電流を通じることによって得られる。ま
た、磁極3の幅を鋳型4の幅以上にすることで幅方向に
均一な磁束密度を有する直流磁場を得ることができる。
【0010】調査したノズル条件とノズル吐出流と直流
磁場コイルによって加えられる磁力線との関係をそれぞ
れ図3の(a),(b),(c),(d)に示す。ここ
で、磁場位置はどの条件でもノズル吐出流が鋳型長辺あ
るいは短辺に衝突する位置よりも下側とした。図3の
(a)は相対するノズル側部からの吐出流が磁力線と直
角に交わる場合であり、図3の(b)は吐出流が磁力線
と平行になる場合である。図3の(c)は相対するノズ
ル側部からの吐出流が磁力線と直角に交わり、かつ、ノ
ズル底部からの吐出流が下向きにある場合である。図3
の(d)は相対するノズル側部からの吐出流が磁力線と
平行で、かつ、ノズル底部からの吐出流が下向きにある
場合である。以上の4条件を比較検討した結果、直流磁
場を印加している領域よりも下方の水銀プール水平断面
内での下降流分布がノズル条件によって大きく異なるこ
とが判明した。
【0011】表1に以上の実験結果をまとめて示す。表
1中の実験条件(a),(b),(c),(d)は、図
3中の実験条件(a),(b),(c),(d)と対応
している。なお、表1中の下降流分布の均一度が均一と
は、磁場帯下方で循環流が形成されずに水銀プール水平
断面内の下降流速がすべてノズル吐出流量を水銀プール
水平断面積で割った値(鋳造速度に相当)の3倍以内に
入ることをいう。
【0012】本モデル実験の図3の(c),(d)に用
いた3孔ノズルの底部に設けた吐出孔の形状は図4の
(b),(c)に示すように、偏平形の平断面を有する
スリット状であり、図4の(b)はノズル側部の相対す
る位置に設けた吐出孔を結ぶ中心線と平行にスリットの
長辺を有する場合である。また、図4の(c)は、ノズ
ル側部の相対する位置に設けた吐出孔を結ぶ中心線と直
角にスリットの長辺を設けた場合である。
【0013】
【表1】
【0014】表1から明らかなように、下降流分布が均
一となるのは、実験条件(d)の場合、即ち、3孔ノズ
ルを用いて上部吐出流と磁力線の方向との関係が平行で
あり、かつスリット状の底部吐出孔を有する場合であ
る。
【0015】表2はノズルの底部に設けた吐出孔のスリ
ット幅と下降流の均一性の関係のみを、図2に示すタイ
プの3孔ノズル(図4の(c)と同タイプ)のノズルを
用いて水モデル実験により目視確認した結果である。ス
リット幅dがノズル内径Rの1/3R〜2/3Rの範囲
にあるときに安定性のある下降流が得られた。表2の実
験条件(c),(d)に用いたノズルのスリット幅は、
いずれも1/2Rの場合である。
【0016】
【表2】
【0017】以上のモデル実験結果より、ノズル吐出方
向を磁力線と平行並びに下向きとし、下向き吐出孔のス
リット幅dがノズル内径Rの1/3R〜2/3Rの範囲
にあり、かつ、スリットの長辺側が水銀プールの長辺面
と平行になるように設け、下向き吐出流を水銀プールの
幅方向に拡がるようにすることにより、下降流の分布を
均一化することができ、また3孔とすることで、磁力線
に平行に吐出するノズル吐出流量を小さくしてプール内
の相対する長辺面への衝突流を軽減できるとの知見が得
られた。以上の知見に基づいて、実溶鋼で実験した実施
例を下記に詳述する。
【0018】
【実施例】鋳片サイズが幅500mm×厚300mm、溶鋼
成分組成(重量%)がC:013%,Mn:1.40
%,Si:0.2%,P:0.018%,S:0.00
5%,sol.Al:0.025、残部Fe及び不可避的不
純物からなる溶鋼を鋳造し、その末期、すなわちタンデ
ィッシュ内の溶鋼量が4t程度となった時、鋳造を停止
することなく、引き続き溶鋼成分組成(重量%)がC:
0.45%,Mn:0.75%,Si:0.3%,,
P:0.020%,S:0.005%,Sol−Al:
0.025、残部Fe及び不可避的不純物からなる溶鋼
をタンディシュ内に注入し、鋳造を続けた。鋳造条件及
び鋳造結果を表3に示す。なお、表3中の7、9、1
0、12の3孔ノズルで上部の水平吐出孔からの吐出流
が磁力線の方向と平行になる本発明のノズルの概略図を
図2に示す。図2に例示する側部(上部)吐出孔は水平
であるが、下向きや上向きに傾きを有する吐出孔であっ
てもかまわない。
【0019】成分混合域の長さについては、2.3m以
内にすることが目標であるが、直流磁界を印加しなかっ
た場合に比べ、直流磁界を印加した場合の方が短くな
る。直流磁界を印加した場合、ノズル吐出流の方向を磁
力線の方向と平行、かつ、下向きとした場合に短くな
り、さらに下向き吐出流のスリット幅dを、浸漬ノズル
内径Rの1/3〜2/3にした時に効果が顕著であっ
た。また、鋳型内に硫黄を添加しノズル吐出流による凝
固シェルの再溶解厚を調査したところ、ノズル吐出流の
方向を磁力線の方向と平行並びに下向きとした場合には
再溶解がほとんど見られなかった。
【0020】
【表3】
【0021】
【発明の効果】本発明の方法により、仕切鉄板等を鋳型
内に挿入することなく磁場帯下方での下降流の水平断面
分布を均一化させることができるので、異鋼種連続鋳造
の場合の成分混合領域を最小にすることが可能となる。
また、ノズル吐出方向を磁力線に平行な方向とし、か
つ、下向きの吐出流として分流することにより、鋳片長
辺側凝固シェルへの衝突流が減少するので、凝固シェル
の再溶解等の問題も解決される。また、仕切鉄板を鋳型
内に挿入する必要がないため、作業性が大幅に改善され
る。さらに、鋳造を一時中断する必要もないため、生産
性の向上が図れるとともに、ノズル閉塞等の問題も無く
なるので、鋳片の表面品質並びに内部品質の劣化の問題
も解消される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施するために使用する鋳片幅方向に
均一な磁束密度分布を有する直流磁場を発生するための
磁場コイルの模式図である。
【図2】本発明の浸漬3孔ノズルの一例を示す概略図で
あり、(a)はスリット状吐出孔側の側面図である。
(b)はノズル底部のA−A断面図である。(c)はB
−B断面図である。(d)はC−C断面図である。
【図3】水銀モデルにより、本発明の効果を確認するた
めに使用したノズル吐出方向と磁力線の方向との関係を
示す図であり、(a)は水平2孔ノズルのみでノズル吐
出方向が磁力線の方向と直角な場合。(b)は水平2孔
ノズルのみでノズル吐出方向が磁力線の方向と平行な場
合。(c)は水平2孔ノズルにスリット状の下向き吐出
孔を設けた3孔ノズルで、水平方向の吐出方向が磁力線
の方向と直角な場合。(d)は水平2孔ノズルにスリッ
ト状の下向き吐出孔を設けた3孔ノズルで、水平方向の
吐出方向が磁力線の方向と平行な場合。
【図4】水銀モデル実験に用いた浸漬ノズルの概略図で
あり、(a)は実験条件(a)及び(b)に用いた水平
2孔ノズルの概略図と縦断面図である。(b)は実験条
件(c)に用いた水平2孔ノズルの概略図と縦断面図で
ある。(c)は実験条件(d)に用いた水平2孔ノズル
の概略図と縦断面図である。
【符号の説明】
1 鉄芯 2 コイル 3 磁極 4 鋳型 5 浸漬ノズル 6 水平吐出孔 7 スリット状吐出孔 8 電磁石

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ある溶鋼成分の連続鋳造が終了し、続け
    てそれとは異なる成分の溶鋼を連続鋳造する異鋼種連続
    鋳造方法において、鋳型内のノズル吐出孔よりも下方の
    位置に直流磁場を発生させるための電磁石を配設して、
    鋳片の厚みを横切るように鋳片の幅方向に均一な磁束分
    布を有する直流磁界を印加しつつ、同時に浸漬ノズルの
    側部と底部に吐出孔を有する浸漬ノズルを用い、かつ、
    側部の相対する位置の二つの吐出孔から吐出する吐出流
    は磁力線と平行に鋳型の相対する長辺方向に吐出させ、
    並びに底部の吐出孔からは下降流として吐出させること
    により、直流磁界よりも下方の水平断面における溶鋼の
    下降流分布を均一化させることにより、異鋼種の成分混
    合領域を最小にして連続鋳造することを特徴とする異鋼
    種連続鋳造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の連続鋳造用浸漬ノズル
    において、吐出孔をノズル側部の相対する位置に設け、
    かつ、ノズル底部に前記側部の吐出孔を結ぶ中心線と直
    角な方向に、該ノズルの底部を貫通するスリット状の下
    向き吐出孔を設け、スリットの幅dが下記式(1)を満
    足することを特徴とする、連続鋳造用浸漬ノズル。 1/3R<d<2/3R・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(1) ただし、R:ノズルの内径(mm) d:下向き吐出孔のスリット幅(mm)
JP8374396A 1996-04-05 1996-04-05 異鋼種の連続鋳造方法及び連続鋳造用浸漬ノズル Withdrawn JPH09271910A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8734669B2 (en) 2007-08-28 2014-05-27 Tokai Rubber Industries, Ltd. Urethane foam molded article, manufacturing method thereof, and magnetic induction foam molding apparatus
EP2815820A1 (en) * 2013-06-20 2014-12-24 Refractory Intellectual Property GmbH & Co. KG Refractory submerged entry nozzle

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