JPS60115353A - 底部鋳込容器内の渦を除く方法および装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は連続鋳造機のトリムまたはタンディツシュのよ
うな底部鋳込容器から融解金属を充満させる際の渦の除
去に関する。

（従来の技術） そのような容器からその底部に配置された鋳込口を通し
て金属を充満する場合、発達する流れの循環パターンは
金属が鋳込口に近づくと強さを増しそれによって開口に
おいて渦を生じる旋回運動を含む。容器中の融解浴のレ
ベルは連続する鋳込みと共に低下するので、渦のコアは
その浴の高さ全体に拡がるようになり得る。このような
容器内の浴の深さが浅く、稀には０．８４ｍ　（３３イ
ンチ）より深く且つ一般には０．５３ｍ　（２１インチ
）より深いところで渦が起るので、この問題はそこから
金属が連続鋳造機の鋳型中に充満させるタンディツシュ
において最も激しい。

６一 金属の還元または再酸化の粒子状スラグまたは非金属製
品のような浮遊スカム材料を、製品純度を下げ且つ鋳型
を去るストランド製品の外皮近くに金属欠陥を起す可能
性に導びく鋳造機の鋳型に誘導するポデンシャルの故に
、充満作業、とくに連続鋳造機に関連したものでは渦は
除去すべきである。そのような金属欠陥は外皮の破断を
起し且つ外皮の内部のストランドの区域を占める静止融
解材料の脱出を起すことがある。さらに激しい渦の条件
下では、中空の渦のコアが浴の自由面から鋳型に対する
鋳込通路の排出端に延びる時のように、空気がコアを通
して吸い出され、その結果鋳型中に満たされた金属の望
ましくない再酸化を起す。

過去において、連続鋳造機に融解金属を供給するタンデ
ィツシュ内の渦の有害な効果の除去は、タンディツシュ
がタンディツシュを供給するトリムからの連続的な有益
な供給部を有することを保証することによって達成され
、それがタンディツシュ浴の・レベルが渦の問題となる
レベル以下に下降するのを防止する。トリムの鋳込作業
においてまたはタンディツシュを供給すべき新鮮なトリ
ムの非有用性における悪作用の結果起り得るかもわから
ないが、もしトリムからの金属の供給に障害が起ったな
らば、鋳造機の作業を終了するかまたは純度の低い製品
を大目に見る必要があった。インゴット鋳型へのトリム
からの鋳込において生じる渦の問題は他方では、同様に
品質の低い製品を大目に見るか、または渦が起る前にト
リムからの鋳込を終了することによって対応しなければ
ならない。

上記問題の解決策はすべて、市価を下げた製品を生みま
たは金属生産作業の生産高の減少をもたらすので、コス
トの高いものになる。

近年、金属浴中の渦を防止する意向で、みぞ彫りのある
（ｆｌｕｔｅｄ）鋳込通路を含むノズルインサートのよ
うな装置が、充満する容器の鋳込口に挿入するために開
発された。そのような装置は、その一つの典型的なもの
は米国特許 第４．０７９．８６８号に示され且つ記載されているが
、関連の問題を全体的に処理するものではなく、その理
由は金属鋳込の短期間での渦の防止には効果があるが、
その装置はノズルのみぞ彫り画成リブ材を急速に摩耗さ
せる金属流の影響を受け、それにより望ましい作用を生
じる効果をなくするからである。このような装置は数時
間にねたり鋳込が緩和されないで行なわれる連続鋳造機
の鋳型に金属を供給するタンディツシュに用いることは
できない。

（発明の概要） それ故、本発明の目的は上記の問題を軽減または除去す
ることである。

本発明の一つの態様によれば容器の開口のまわりから気
体状の流体を注入する段階と、前記開口の入口に対し重
ねられて包囲する関係で傾斜するガスカーテンを形成す
るため先細の流路に沿う融解金属の流れに対し対向流の
関係で前記気体状の流体を送る段階を含む底部鋳込容器
の開口を通しての融解金属の鋳込中の渦の発生を軽減す
る方法が提供される。その気体状の流体は不活性ガス、
９− 好ましくはアルゴン、または類似のものであり、微細な
気泡の形で　。

Ｉ約０．２〜Ｑ　、　５５ｃｆｎ＋／の割合で容器内の
融解金属の本体中に注入される。その注入は容器の鋳込
口のまわりに概略中空の円錐または台錐形のガスカーテ
ンを作るようになされ、そのカーテ！ンの側部の傾斜角
は根元における水平面に対し約３０度であり且つ浴の表
面に近づくにつれて徐々に減少する。ガスカーテンの効
果は融解金属浴においてその表面まで延びる流れの循環
パターンを作ることであり、そのパターンは排出通路に
向う金属流の一般的な傾向である渦を生じる内方の旋回
に反対のものである。従って、金属流路における金属の
内方への旋回運動は破壊され、且つ同時に渦発生の危険
が回避される。

本発明の仙の態様によれば、融解金属を充満するため底
部鋳込容器の開口に用いるウェルブロック装置であって
、前記容器の底部に設置するため低い浸透性の耐火材の
本体で容器の鋳込口を画成する軸線方向の通し孔を含む
ように形成された前１０− 配本体と、前記容器の鋳込口に対し同心的に離れた関係
で低浸透性材料の前記本体内に環状に設置され月つ前記
容器の内部に気体状の流体を供給するため前記低浸透性
材料を通る通路を画成する前記低浸透性材料より高い浸
透性の耐火材料と、前記通路に気体状の流体を供給する
装置と、前記気体状の流体の流路の排出端において前記
容器内の融解金属の本体の自由な表面の方向に先細状に
前記容器の中に注入された気体状の流体の流れを方向づ
けるのに有効な装置を含むウェルブロック装置の形で、
上記本発明の方法の実施に有用な装置が提供される。

本発明、その作用上の利益およびその使用によって得ら
れる特定の目的のより一層の理解のため好適な実施例に
関する図面および記載を参照されたい。

第１図にはタンディツシュ１０として示された底部鋳込
充満容器が示され、そこには連続鋳造機の鋳型であって
もよいレシーバ（図示せず）に鋳込むため誘拐金属の本
体１２が含まれる。タンディツシュ１０は金属シェル１
４を含み、その底部１６と側壁１８は耐火ライニング２
０で裏張りされる。タンディツシュ１０の底部１６のラ
イニング２０は、本発明によって構成され口っ容器のラ
イニングに備えられた開口２４にセットされたウェルブ
ロック装置２２を含む。

ウェルブロック装置２２は耐火セメント２８の層によっ
て開口にセットされる耐火材料のブロック２６を含む。

好ましくは、ブロック２６は作業温度約１８２０℃（３
３００下）で鉄および非鉄金属からの化学的および機械
的衝撃に対する抵抗およびすぐれた強度をこの装置に付
与するため、体積密度的２１００ｋｇ／　ｍ３　（１７
０ｎｂ　／ｆｔ３　）の管状のアルミナ混合材おＪ：び
高力、高純度のカルシウム−アルミネートセメントから
なる鋳造可能な耐火材で形成される。図示のブロック２
６は断面が正方形であるが、長方形、円形または楕円形
のような伯の形状もとり得る。ブロック２６を通る鋳込
口３０は軸線方向に設置され、鋳込口３０の傾斜壁３４
に収束する概して円弧状の表面の形に形成された上部３
２を有する。壁３４と表面３２の間の接触ラインは鋳込
口の入口を画成し且つ第２図において直径りで示されて
いる。

本発明によれば、ウェルブロック装置２２は容器１０内
の融解金属浴中に不活性ガスを注入する装置を含み、そ
れがウェルブロックの鋳込口３０の上の浴の区域に流体
流れ条件の有益な変更をもたらし、それにより融解浴の
渦を防止しまたは渦をコントロールする。第２図および
第３図に示した本発明の実施例では、不活性ガス注入装
置は、ブロック２６中に埋め込まれ且つ鋳込口３０のま
わりに同心的に離れた関係で設置された直立の、円周方
向に離れた複数のロッド３６を含む。図中、３８で示さ
れたロッド３６の排出端は水平面に対し約２０〜４０度
の角度で傾斜し、約３０度が最も好ましい。ロッド３６
はブロック２６を形成する材料より高い浸透性を有する
耐火材料の乾式抑圧プロセスによって形成され得る。ロ
ッドの形成には、マグネサイト、アルミナ、耐火粘土、
ムライト、ジルコンおよびジルコニアのような材料が１
３− 適しており、材料の選択は用途と共に望まれる寿命の長
さにより、物理的およびゃ金堂的性質に依存する。ロッ
ド３６の製造に用いられる材料は融解浴に入る非常に微
細な気泡の流れを作るのに充分なガス浸透性がなければ
ならない。それ故、材＃１は２５〜３０％の見かけ上の
多孔性がなければならない。

不活性ガス、好ましくはアルゴンをロッド３６で限定さ
れる気体通路に供給するため、全体的に４０で示された
環状のマニホルドが備えられる。

マニホルド４０はその頂部、底部および側部を形成する
複数の環状の金属板４２．４４．４６および４８から成
っている。頂部の板４２はロッド３６の下端を支持して
受けるため円周方向に間隔をおいて孔を有する。マニホ
ルド内に設けられ且つ頂部の板４２から垂直に離れた環
状の取付板５０はロッド３６の下端が衝合するベースを
形成する。各ロッド３６の端部に軸線方向に一致する板
５０の孔５２はマニホルド４０の内部からロッドによっ
て限定された流路中への気体の通過を可１４− 能にする。一端でマニホルドの内部に連通ずるように側
板４６に取付けられ且つ他端で容器１０の外部のガス源
に接続された供給管５４はマニホルド４０に対しコント
ロールし得るガスの供給を行なう。

（作用） 作動中、底部のライニング中に設置された本発明による
ウェルブロック装置２２を備え且つウェルブロックの鋳
込口３０がスライドゲート弁またはス１ヘツパー］コツ
ト、これらは従来技術において周知であるため図示しな
いが、それにより閉じられた状態でタンディツシュ１０
に融解金属が充填される。タンディツシュ１０からの金
属流を生じるように鋳込口３０が開かれると、マニホル
ド４０への不活性ガスの供給が開始される。以下に述べ
るように融解浴の渦を効果的に防圧するには、約　０．
　２〜 ０　、５　ｓｃｆｍ／の低流量でガスはマニホルドに供
給されなければならない。過度のガスの注入は浴中に乱
流を生じて浴の自由面にあるスカムまたはスラグを浮遊
状にする傾向があり、それにより鋳込口を通過する金属
と共にこれらの望ましくない不純物を送るのを容易にす
るため、約０．８５ｍ３／ｓｅｃ　（０、５５ｃｒｕｂ
）以上のガス流は避けなければならない。ガスは傾斜し
た流路に沿うロット３６の排出端３８から流出し、それ
により浴１２の自由面に向けれられた微細な気泡から形
成され、第１図中に５６で示された本質的に中空で円錐
形のガスカーテンを形成する。浴の表面に向う流れにお
いて、カーテン５６中のガスは静止して安定な、密度の
高い泡の前立を提供し、それが融解浴中に渦を作る力に
対向する反対向きの、第１図に矢印５８で示す流れを、
鋳込口３０への金属流中にＭ起する役割を果し、それに
よって渦およびその望ましくない結果をコントロールし
または除去する。

本発明の最も望ましい性能を達成するため、鋳込口のま
わりにロッド３６を設置する最適な円は鋳込口の内径の
１．７５〜２．５倍の直径であることが決定された。従
って、最適特性のガスカーテン５６は、各ロット３６の
排出端における有効径がロッドが設置される上記円の直
径の約０．１０〜０．１５倍に等しい場合に達成され得
る。

本発明の他の形態は第４図に図示され、そこでは第３図
の□実施例のものと同じ要素には同じ参照数字を用いて
いる。第４図の実施では、第３図の実施例のロッド３６
は耐火材料で形成される環状の円筒状のインサート６０
によって置換され、その耐火材料はロッド３６の形成に
用いられた上記のものと同じ材料でもよい。第４図の実
施例の垂直断面図はロッド３６がインサート６０で置換
される以外は第２図のものと同じであることを理解され
たい。さらにインサート６０によって形成される環状の
気体通路の排出端を画成するインサートの上端は上記の
ような各ロッド３６の排出端３８の傾斜に比較し得る範
囲にわたり傾斜していることを理解されたい。

本発明はざらにウェルブロックの物理的寸法がブロック
２６内に関連のマニホルド構造物４０と１７− 共にロッド３６またはインサート６０を埋込むのに不充
分な場合に、ブロックに対し包囲関係で容器のライニン
グ２０中に本発明のガス注入要素を設置することを前職
している。

（発明の効果） 従って、本発明によって、容器の鋳込口の上の融解金属
浴の禍の問題を減少または除去しおよび鋳込まれた金属
粒子の不純物また容器の内部から受ける鋳型に吸出され
る空気と共に搬送する付随的な危険を取去るのに有効な
方法および装置が提供される。従来技術の比較し得る装
置とは異なり、本発明の装置は長い稼動機関にわたり意
図した機能を行なうことができ、特に連続鋳造設備に応
用すると有用なものになる。

さらに、鋳込口に入る前に融解金属が通過しな（プれば
ならない不活性ガスのカーテンを上記のように創造する
ことは充満容器から通過する金属から浮遊する非金属含
有物を取除く作業の２次的な利益を提供する。この補助
的な浄化作用はさらに充満作業の製品の品質を保証し、
且つ注入された１８− 不活性ガスの方向が容器の鋳込口から離れる方向であり
、それによりガスが鋳込口にまたは容器から充満された
金属流の流れに吸出する不純物のすぐ近くに注入される
場合に存在する危険を取除くという事実によって前記浄
化作用は高められる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を含む融解金属充満容器の縦断面図、第
２図は第１図のウェルブロック装置のさらに詳細な縦断
面図、第３図は第２図のウェルブロック装置の平面図、
そして第４図は本発明を含むウェルブロック装置の伯の
形態の平面図である。 図中、１０・・・容器、１２・・・融解金属、２２・・
・ウェルブロック装置、３０・・・鋳込口、３６．６０
・・・気体状流体の通路、３８・・・排出端、４０・・
・マニホルド、５４・・・ガス供給装置、５６・・・ガ
スカーテン。 代理人　浅　村　皓 １９− ３ｎｄ−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　底部鋳込容器の開口を通しての融解金属の鋳込
   中の渦の発生を軽減する方法において、容器の開口（３
   ０）のまわりから融解金属（１２）中に気体状の流体を
   注入する段階と、前記開口（３０）の入口に対し重ねら
   れて包囲する関係で傾斜するガスカーテン（５６）を形
   成するための先細の流路に沿う融解金属（１２）の流れ
   に対し対向流の関係で前記気体状の流体を送る段階を含
   むことを特徴とする底部鋳込容器内の渦を除く方法。 （２、特許請求の範囲第１項に記載の方法において、注
   入された気体状の流体は微細な気泡を生じることを特徴
   とする底部鋳込容器内の渦を除くの方法において、注入
   された気体状の流体は不活１− 性ガスであることを特徴とする底部鋳込容器内の渦を除
   く方法。 （４）　特許請求の範囲第３項に記載の方法において、
   前記不活性ガスはアルゴンであることを特徴どする底部
   鋳込容器内の渦を除く方法。 （５）　特許請求の範囲第３項または第４項に記載の方
   法において、前記不活性ガスはｍ、　０．２〜０．５ｓ
   ｃｆｍりの割 合で注入されることを特徴とする底部鋳込容器内の渦を
   除く方法。 （６）　特許請求の範囲第５項に記載の方法において、
   前記気体状の流体の流路の傾斜角は水平に対し２０〜４
   ０度であることを特徴とする底部鋳込用容器内の渦を除
   く方法。 （７）　特許請求の範囲第６項に記載の方法において、
   前記円錐状のガスカーテン（５６）のベースの直径は前
   記容器の開口（３０）の入口径の１．７５〜２．５０倍
   であることを特徴とする底部鋳込容器内の渦を除く方法
   。 （８）　特許請求の範囲第７項に記載の方法にお２− いて、前記ガスカーテン（５６）はそのベースにおいて
   前記カーテン（５６）のベースの直径の０．１’Ｏ〜０
   ．１５倍の有効な環状の幅を有することを特徴とする底
   部鋳込容器内の渦を除く方法。 （９）　融解金属を充満するため底部鋳込容器の開口に
   用いるウェルブロック装置であって、前記容器の底部に
   設置するため低い浸透性の耐火材の本体で容器の鋳込口
   を画成する軸線方向の通し孔を含むように形成された前
   記本体と、前記容器の鋳込口に対し同心的に離れた関係
   で低浸透性材料の前記本体内に環状に設置され且つ前記
   容器の内部に気体状の流体を供給するため前記低浸透性
   材料を通る通路を画成する前記低浸透性材料より高い浸
   透性の耐火材料と、前記通路に気体状の流体を供給する
   装置とを含むウェルブロック装置において、前記気体状
   の流体の流路（３６，６０）の排出端において前記容器
   内の融解金属（１２）の本体の自由な表面の方向に先細
   状に前記容器（１０）の中に注入された気体状の流体の
   流れを方向づけるのに有効な装置（３８）を含むことを
   特徴とするウェルブロック装置。 （１０）　特許請求の範囲第９項に記載のウェルブロッ
   ク装置において、前記高い浸透性の耐火材料（３６，６
   ０）によって形成された環状の通路は前記容器の鋳込口
   （３０）の直径の１．７５〜２．５０倍の直径を有する
   ことを特徴とするウェルブロック装置。 （１１）　特許請求の範囲第９項または第１０項に記載
   のウェルブロック装置において、前記環状の通路の有効
   幅は前記環状の通路の直径の０．１０〜０．１５倍であ
   ることを特徴とするウェルブロック装置。 （１２、特許請求の範囲第１１項に記載のウェルブロッ
   ク装置において、前記高い浸透性の耐火材料（３６，６
   ０）は２５〜３０％の見かけ上の多孔性を有することを
   特徴とするウェルブロック装置。 （１３）　特許請求の範囲第１２項に記載のウェルブロ
   ック装置において、前記環状の通路の排出端は前記高い
   浸透性の耐火材料（３６，６０）の排出端面の傾斜（３
   ８）によって画成され、前記傾斜（３８）は水平に対し
   ２０〜４０度であることを特徴とするウェルブロック装
   置。 （１４）　特許請求の範囲第１３項に記載のウェルブロ
   ック装置において、前記高い浸透性の耐火材料は前記容
   器の鋳込口（３０）に対し同心で離れた関係にある中空
   円筒体の形状であることを特徴とするウェルブロック装
   置。 （１５）　特許請求の範囲第１３項に記載のウェルブロ
   ック装置において、前記高い浸透性の材料は前記容器の
   鋳込口（３０）のまわりに同心に離れ、円周上に間隔を
   おいた複数の円筒状のロンド（３６）であることを特徴
   とするウェルブロック装置。 （１６）　特許請求の範囲第１４項または第１５項に記
   載のつ■ルブロック装置において、前記容器の鋳込口（
   ３０）から同心に離れ且つ前記低い浸透性の耐火材料の
   中に埋込まれた環状のマニホルド（４０）を含み、前記
   マニホルド（４０）は前記高い浸透性の耐火材料（３６
   ，６０）と前記５− 気体状の流体の供給部との間の流体の連通を与えること
   を特徴とするウェルブロック装置。