JPS5910449A - 連続鋳造における鋳型への給湯方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は連続鋳造において溶鋼等の溶融金属を鋳型に
対して供給するための給湯方法に関するものである。

周知のように連続鋳造法は、鋳型に供給した溶融金属例
えば溶鋼を冷却しつつ連続的に引抜いて鋳片を得る方法
であって、小止りが高く、また多量生産に好適であり、
さらには安価で清浄な鋳片を生産できるので、最近では
鋳造方法の主流となっている。

ところで連続鋳造法におけるタンディツシュから鋳型へ
の給湯の良否は、鋳片の品質や安定ＩＱ業に大きく影響
するが、従来では鋳型の上方にタンディツシュを配冒し
、溶鋼を自重で鋳型に対して流下させるとともに、タン
ディツシュに設けたス２− ライディングノズルによって流量を制御しているため、
以下に述べるような積々の問題があった。

すなわち注入流量制御用スライディングノズルは、その
構造上わずかなりとも隙間を有しているために、注入流
に対しその隙間から大気が侵入し、その結果溶鋼が酸化
してしまう問題がある。このような問題を解消するため
に、注入流を不活性ガスによってシールする方法が考え
られるが、解決すべき技術的な問題が多く、未だ実用化
されていないのが現状である。また注入流の酸化防止の
ために、密閉装置を用いることが考えられるが、注入流
を大気から単に遮蔽しただけでは、流量制御を行なえな
くなるなど、未だ解決すべき問題が多々あるのが実情で
ある。

また従来では、鋳型の上方に配置したタンディツシュか
ら鋳型に給湯している関係上、鋳型内における浴面から
タンディシュ内における浴面までの高さが高くなり、そ
の結果注入流の線速度が相当速くなる。そこで従来では
、給湯量を鋳片の引き抜き量に合わせるべく、スライデ
ィングノズルで流路断面積を絞ると同時に、浸漬ノズル
の断面積を鋳型の断面積より相当小さく設定しているが
、注入流の線速度は、流路断面積を絞ることにより遅く
なることはないので、速い線速度の溶鋼が鋳型内におい
て凝固シェルに当った場合には、その部分の凝固シェル
が溶解して所謂ブレークアウトが起きる危険があった。

また注入流の線速度が速いために、特に溶鋼流量が２．
０〜２．５トン／分を越えた場合には、浸漬ノズルから
の噴流がモールドパウダーやスカムを巻き込んで鋳型内
に深く侵入するため、これらのモールドパウダーやスカ
ムが鋳型の湯面に浮上しきらずに凝固シェルに捕捉され
、その結果鋳片の介在物となって鋳片の品質低下を招来
するおそれがあった。

さらに、浸漬ノズルの上端部付近における溶鋼付着に伴
うノズル閉塞を防止するために、ガススリーブノズルや
ポーラスノズルを用い、あるいはガス吹込みストッパを
用いて不活性ガスを吹込むことがあるが、その場合注入
流の線速度が速いと吹込んだ不活性ガスが注入流と共に
鋳型内に流れ３− 込んだ後瀾面に浮上し、それに伴って鋳型内におけるメ
ニスカスが乱れるので、鋳片の表面不良を惹起する場合
がある。

さらにまた、注入流を通常の場合とは逆に２．０トン／
分程度以下の遅い線速度に設定して鋳造を行なう場合、
特にアルミキルド鋼の連続鋳造を行なう場合、従来の方
法では浸漬ノズルの断面積を小さくする必要があるため
に、浸漬ノズル内に八１！２０３が付着堆積してノズル
閉塞を生じることがあり、そのため例えば複数ストラン
ドの連続鋳造を行なう場合には、浸漬ノズルの吐出口の
うちいずれかが閉塞するに伴って溶鋼の偏流が生じ、そ
の結果ブレークアウトが発生するおそれがあった。

これに加え、生産性向上のために鋳込み速度を速くした
場合、従来の方法では注入流の線速度が更に速くなるの
で、上述した問題が更に顕著になり、鋳込み速度を速く
するにも限度があった。

この発明は上記の問題を解消すべくなされたもので、鋳
型に供給する溶融金属の線速度を低減す４− ることができ、また鋳造開始作業の容易な給湯方法を提
供することを目的とするものである。すなわち、本発明
者等が鋭意研究を重ねたところ、タンディツシュと鋳型
とを同一高さに設置しておくとともに、タンディツシュ
内の溶融金属と鋳型内の溶融金属とを、サイフオン作用
をなす連通管を介して連通させておけば、鋳片を引き抜
くに伴ってタンディツシュ内の溶融金属がサイフオン作
用により鋳型内に流れ込むので、タンディツシュと鋳型
との間に流量制御装置を設ける必要がなくなり、また鋳
型に対する注入流の線速度を従来方法におけるよりも大
幅に遅くすることができる、との知見を得たのである。

またこのようなサイフオン作用を利用した給湯方法を実
施する場合、鋳造開始にあたって、先ずサイフオン作用
をなす連通管内にタンディツシュから溶融金属を送り込
んで充満させる必要があるが、その場合、連通管を予熱
する必要があること、連通管は複数回使用し得ることが
好ましいこと、鋳型の周囲の作業スペースが比較的狭い
こと等を考慮すると、鋳造開始時に連通管内に溶融金属
を送り込む作業は可及的に簡単であることが好ましく、
そこでこの発明では鋳造開始にあたってタンディツシュ
を密閉した状態でその内部を増圧することにより、タン
ディツシュ内の溶融金属を連通管を介して鋳型に送り出
すようにしたのである。さらにこの発明では、タンディ
ツシュを密閉しかつその内部を増圧することに伴い、増
圧用気体として不活性ガスを用いるとともに、サイフオ
ン作用をなさせるべくタンディツシュ内を大気圧程度ま
で減圧した後も、その不活性ガスをタンディツシュ内に
充満させてタンディツシュ内を無酸化雰囲気に保持する
ことにより、タンディツシュ内のスラグを不要とし、溶
融金属に対するスラグの混入を更に低減させたのである
。

以下この発明を実施例に基づいてより詳細に説明する。

まずこの発明の方法を実施するための装置の一例を添付
の図面を参照して説明すると、第１図はこの発明の方法
を実施するためのＶｉ璽を示す略解図であって、タンデ
ィツシュ１が鋳型２に対しほぼ同一高さに隣接配置され
ており、そのタンディツシュ１は蓋体３によって密閉さ
れている。蓋体３には、連通管挿入孔４、ロングノズル
挿入孔５、加圧気体供給孔６および排気孔７が形成され
ており、連通管挿入孔４に連通管８の一端部が挿入され
ている。連通管８は、サイフオン作用によりタンディツ
シュ１内の溶鋼９を鋳型２内に流出させるためのもので
あって、第１図に示すように全体として下向きの口字状
をなし、かつ耐火物の外周面を鉄板で被覆した構成とさ
れており、そのタンディツシュ１側の一端部外周面に７
ランジ１０が突設され、その一端部をタンディツシュ１
内に挿入した状態で、７ランジ１０の下面と蓋体３の上
面との間に介在させたパツキンリング１１により、両者
の間の気密性が保持されている。また連通管８の他端部
は鋳型２内にその上方から挿入されている。

他方、蓋体３に形成したロングノズル挿入孔５には、取
１１２の底部にスライディングノズル等７− の流量制御装置１１３を介して取付けたロングノズル１
４が挿入されており、そのロングノズル１４の中間部に
突設したフランジ１５の下面と蓋体３の上面との間に介
在させたパツキンリング１６によって両者の間の気密性
が保持されている。

さらに、蓋体３に形成した加圧気体供給孔６には、圧力
計１７を付設した送気管１８が接続されており、その送
気管１８は制御バルブ１９およびポンプ等の加圧装［２
０を介して不活性ガスＮ２１に接続されている。また送
気管１８と不活性ガス源２１とは、制御バルブ１９およ
び加圧装置１２０に対してバイパスさせて設けたガスフ
ロー制御バルブ２２を介して接続されている。

またさらに、蓋体３に形成した排気孔７には、排気バル
ブ２３が接続して設けられている。

つぎに１配の装置を用いたこの発明の給温方法を説明す
る。まず、第１図に示すように連通管８の各端部をタン
ディツシュ１と鋳型２とのそれぞれに挿入し、かつ取鋼
１２に取付けたロングノズル１４をタンディツシュ１に
挿入しておき、排気９　　　　　　　　　　　　／’１
７％　”１８− バルブ２３を開いた状′態で溶ｍ９を取鍋１２からタン
ディツシュ１に供給する。その場合、溶１９の酸化を防
ぐために、予めタンディツシュ１内に不活性ガス源２１
から不活性ガスを供給して充満させておくことが好まし
い。溶鋼９がタンディツシュ１内にほぼ満杯になり、連
通管８の一端部がその溶鋼９中に浸漬した後、排気バル
ブ２３を閉じるとともに不活性ガス用のＩＩＪ　ＩＩＩ
バルブ１９を開き、その状態で加圧装置２０を動作させ
ることにより、タンディツシュ１内に不活性ガスを加圧
供給し、ダンディツシュ１内を例えばＩｋｏ／ｃ／Ｇ程
度まで増圧する。すると、タンディツシュ１内の溶１１
１９が連通管８内に押し上げられるので、鋳型２内の様
子および圧力計１７の指示圧から溶ｗ４９が連通管８内
に充満したことを確認した後、すなわち溶鋼９が連通管
８から鋳型２内に流出し始めた後、加圧装置２０を停止
させるとともに制御バルブ１９を閉じる一方、排気バル
ブ２３およびガスフロー１１Ｊ御バルブ２２を開くこと
により、タンディツシュ１内がほぼ大気圧程度、より詳
しくは−１０＝ 大気圧より若干高い圧力となるよう不活性ガスを流せば
、タンディツシュ１内の溶鋼９は連通管８を介在したサ
イフオン作用により鋳型２内に流れ込む。そして連通管
８の鋳型２側の端部が溶鋼９中に′？！１漬した後、タ
ンディツシュ１と鋳型２とにおける溶鋼レベルがほぼ等
しくなると、圧力がバランスするため、鋳型２に対する
給湯が自動的に停止する。以降、ダミーバーあるいは鋳
片を鋳型２から引き抜けば、鋳型２内の溶鋼レベルが下
がって圧力バランスが崩れるため、連通管８を介したサ
イフオン作用により、タンディツシュ１内の溶鋼９が鋳
型２内に流入する。その場合の溶鋼９の流入線速度は、
タンディツシュ１内の浴面高さと鋳型２内の浴面高さと
の差は僅少であるから、極めて遅い線速度であり、しか
も連通管８の断面積を大きくするとさらに遅くすること
ができ、したがって鋳込み速度を速くした場合にも、鋳
型２に対する溶鋼流の線速度を連通管８を必要に応じ太
くすることにより遅くすることができる。なお、タンデ
ィツシュ１から鋳型２に給湯するに伴ってタンディツシ
ュ１内の溶鋼９が減少するので、タンディツシュ１内の
溶鋼レベルを保ち、ひいては鋳型２内の溶鋼レベルを安
定させるために、取鍋１２に付設した流鮎制御Ｉ装置１
３の開度を調整する。

すなわち上記の方法では、鋳片を引き抜くに伴ってその
引き抜き量に応じた量の溶ｍ９が鋳型２内に自動的に流
入し、換言すれば鋳片の引き抜き速度によって溶鋼流の
線速度を決定することになる。また上記の方法では、タ
ンディツシュ１内の溶鋼レベルと鋳型２内の溶鋼レベル
との差が僅少であることに伴い、溶５ＩＩＦＥの線速度
が遅いうえに、連通管７の断面積すなわち溶鋼流路の断
面積を必要に応じ拡大することができるので、鋳込み速
度を速くした場合にも溶ｍ流の線速度を極めて遅くする
ことができる。さらに上記の方法では、鋳造開始当初に
おける鋳型２内への給湯を、タンディツシュ１内を不活
性ガスによって層圧することにより行なうことができる
ので、その作業は極めて容易であり、しかも連通管８に
は１回の鋳造作業１１− で溶損してしまう部材がないので、連通管８を繰返し使
用することができる。またさらに上記の方法では、タン
ディツシュ１内に不活性ガスを充満させて無酸化雰囲気
に保持しであるから、タンディツシュ１内の溶鋼９に対
してスラグを添加する必要がなくなる。

なおこの発明は、要は、鋳型への給温開始時に、タンデ
ィツシュ内を加圧気体によって増圧することにより、タ
ンディツシュ内の溶融金属を連通管を介して鋳型に送り
出し、それ以降は、連通管を介したサイフオン作用によ
りタンディツシュ内の溶融金属を鋳型内に供給する方法
であるから、この発明を実施するために使用し得る装置
およびその手順は、上述した実施例に限られるものでは
なく、例えば第２図および第３図に示す装置を用いて、
以下に述べる手順で行なってもよい。

すなわち、第２図に示すタンディツシュ１Ａは、連通管
８の一端部を貫通させた第１蓋体３ａと送気管１８を接
続した第２Ｍ体３ｂとによつ密閉されており、給温開始
時には、先ずそのタンデイツ１２− シュ１Ａ内に溶鋼９を充填しておき、加圧装［２０によ
り加圧気体をタンディツシュ１Ａ内に供給しエタンディ
ツシュ１Ａ内を１にΩ／ｄＧ程度まで増圧する。すると
タンディツシュ１Ａ内の？！［９が連通管８を介して鋳
型２内に流出し始め、それ以降は連通管８を介したサイ
フオン作用により、溶鋼９がタンディツシュ１から鋳型
２に流れるので、前記第２蓋体３ｂを取外し、その開口
部分がら取鍋に取付けたロングノズルをタンディツシュ
１内に挿入して、溶鋼９をタンディツシュ１に供給する
。なお、その場合、タンディツシュ１内の溶鋼９の醸化
を防ぐためには、スラグを添加すればよい。

しかして上述した方法でも、連通管８を介したサイフオ
ン作用によって鋳型２内に対して給湯できるので、第１
図を参照して説明した方法におけると同様な効果を得ら
れる。

以上の説明から明らかなようにこの発明の給湯方法によ
れば、タンディツシュと鋳型とをほぼ同一高さに隣接配
置し、かつこれらタンディッシュと鋳型とを各々の上方
から挿入した連通管によって連通させておき、その連通
管を介したサイフオン作用によってタンディツシュ内の
溶融金属を鋳型に供給するから、鋳片を引き抜くに伴っ
てその引き抜き量に応じた義の溶融金属が鋳型に流入す
るため、タンディツシュど鋳型との間に流量制限装置を
設ける必要がなくなり、したがって鋳型に対する注入流
を大気から完全に密閉した状態に保持し、その酸化を防
止することができ、また注入流の線速度を鋳片の引き抜
き速度程度に減じることができるので、モールドパウダ
ーあるいはスカムを巻き込むことに伴う鋳片品質の低下
やブレークアウトなどを防止することができる。さらに
この発明の給湯方法によれば、注入流の流路断面積を拡
大しても必要以上の溶融金属が鋳型に流入しないので、
注入流の流路断面積を拡大することにより、鋳込み速度
を速くした場合にも、注入流の線速度を低速に保持でき
、したがってこの発明の給湯方法によれば、従来行ない
得なかった高速度での連続鋳造を行なうことが可能にな
る。またさ１５− Ｍ　笹つ日１寸笛りＭ出■−酊鉤牟鶏Ｍア本スらにこの
発明では、給湯開始当初にタンディツシュ内に加圧気体
を供給して増圧することにより、タンディツシュ内の溶
融金属を連通管内に押し上げかつ鋳型に対し流出させる
から、連通管を一旦密閉構造にするなどのことが不必要
となるため、給湯開始作業が容易になる。これに加え、
この発明において、タンディツシュを密閉しかつその内
部を増圧することに伴い、増圧用の気体として不活性ガ
スを用いるとともに、サイフオン作用をなさせるべくタ
ンディツシュ内を大気圧程度まで減圧した後も、その不
活性ガスをタンディツシュ内に充満させてタンディツシ
ュ内を無酸化雰囲気に保持すれば、タンディツシュ内の
溶融金属にスラグを添加する必要がなくなり、その結果
溶融金属内へのスラグの巻き込みが更に低減するので、
鋳片品質を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の給湯方法を実施するための装置の一
例を示す略解図、第２図はこの発明の給湯方法を実施す
るための装置の他の例を示す略解１６− １．１Ａ・・・タンディツシュ、　２・・・鋳型、　３
．３ａ　、３ｂ・・・蓋体、　４・・・連通管挿入孔、
　５・・・ロングノズル挿入孔、　６・・・加圧気体供
給孔、７・・・排気孔、　８・・・連通管、　９・・・
溶鋼、　１０・・・７ランジ、　１１・・・パツキンリ
ング、　１２・・・取鍋、　１３・・・流量制限装置、
　１４・・・ロングノズル、　１５・・・フランジ、　
１６・・・パツキンリング、　１７・・・圧力針、　１
８・・・送気管、　１９・・・制御バルブ、　２０・・
・加圧装置、　２１・・・不活性ガス源、　２２・・・
ガスフロー制御バルブ、　２３・・・排気バルブ。 出願人　　　川　　崎　　製　　鉄　　株　　式　　会
　　社代理人　　弁理士　豊　１）武　久 （ほか１名） −１７−−２６１ ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）タンディツシュから鋳型に溶融金属を供給するに
   あたり、タンディツシュと鋳型とをほぼ同一高さに隣接
   配置するとともに、タンディツシュに対しその上方から
   挿入した連通管の一端部をタンディツシュ内の溶融金属
   中に浸漬し、かつその連通管の他端部を鋳型に対しその
   上方から挿入しておき、前記タンディツシュを気密状態
   に保持するとともにタンディツシュ内に加圧気体を供給
   して増圧することにより、タンディツシュ内の溶融金属
   を前記連通管を介して鋳型に対して送り出し、前配達通
   管の他端部が鋳型内の溶融金属中に浸漬した後は、前記
   タンディツシュ内を大気圧程度まで減圧保持した状態で
   、前記連通管を介したサイフオン作用により、タンディ
   ツシュから鋳型に溶融金属を供給することを特徴とする
   連続鋳造における鋳型への給湯方法。 −１−、ハｒ
2. （２）前記加圧気体を不活性ガスとし、かつ前記タンデ
   ィツシュ内にその不活性ガスを充満させてタンディツシ
   ュ内を無酸化雰囲気に保持することを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の連続鋳造における鋳型への給湯方
   法。