JPS61162254A - 連続鋳造用鋳型への給湯方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、連続鋳造用鋳型への給湯方法に関し、特に、
タンディシュから浸漬ノズルを介して鋳型に溶鋼を注湯
する際に、介在物の肥大凝集を有効に防止することがで
きる、連続鋳造用鋳型への給湯方法に関する。

（従来の技術） 連続鋳造においては、転炉出鋼後の溶鋼を取鍋によりク
レーン等で移送し、取鍋からタンディシュに溶鋼を注湯
し、さらに、タンディジーから浸漬ノズルを介して溶鋼
を鋳型内に給湯し、冷却しつつ引抜くことにより連続的
に鋳片を製造しているＯ この連続鋳造の工程において、タンディシュから鋳型へ
の給湯についてさらに詳細に述べると、第３図に示すよ
うに、タンディジ、１に連続した浸漬ノズル２を介して
溶鋼３が鋳型４内に供給さ扛る。給湯速度は、鋳片断面
積、引抜き速度等により異なるが、調節は通常スライデ
ィングノズル５やストッパにより行なわ扛る。

最近では、生産能率を向上させる目的で高速鋳造が実施
さｎており、タンディジー１から浸漬ノズル２を流下す
る溶鋼流速は通常１　ｍ　／ｓｅｃ以上にも達する。こ
のため、浸漬ノズル２内あるいは鋳型４内において介在
物が肥大凝集し易くなっている。

したがって、タンディジー１内で介在物をある程度除去
しておいても、鋳型４内で介在物が大型化する虞扛かあ
る。

介在物の低減対策としては、たとえば、特開昭５７−５
０２５８号公報により、浸漬ノズルに横穴とともに底入
を設け、底入開口部断面積を横穴断面積の３〜１５係ど
することにより、下方への直行流を制御してスジ２゛幅
端部における介在物を減少させることが提案さ扛ている
。丑た、特開昭５４−８１１．７号公報によ扛ば、００
１係以−りのＡｌを含む鋼の連続鋳造において、浸漬ノ
ズルのＡｌ２Ｏ３によるノズル詰りを防止し、かつ下降
流を抑制する方法として、ノズルの直管部の平均直径と
出口部の平均直径との比を１０以上とするとともに、直
管部の平均直径と出口部の長さとの比を０．８以上とし
、直管部の溶鋼流速を４０〜２００Ｃ７ｒＬ／Ｓｅｃと
することにより、浸漬ノズル内部でのＡｌ２Ｏ３伺着を
少なくしてノズルの詰りを防止し、偏流を減小させる方
法が提案さｎている。さらに、特開昭５０−４０３４２
７号公報では、浸漬ノズルを回転させ、鋳型内溶鋼に遠
心力を作用させることにより、介在物を中央部に集め、
浮」二捕集する方法が開示さｎている。

（発明が解決しようとする問題点） 以上のように、従来の技術はいず汎も、鋳型内における
溶鋼の下降流を抑制し、介在物を浮上さぜることを基本
的思想とするものである。

ところか、介在物の大型化は介在物の肥大凝集によるも
のであり、特に鋳片表層部に見ら扛る大型介在物の大部
分は鋳型内における衝突で肥大化したものではなく、浸
漬ノズルを高速で流下する際に生じたものであることか
、種々の研究により明らかとなった。　） 溶鋼の流′ｎを代表するレイノルズ数（Ｒｅ　）は、次
式で表わさ扛る〇 μ たたし、Ｄはノズル径、ρは溶鋼密度、υは溶鋼流速、
μは溶鋼粘性である。

通常の連続鋳造では、Ｒｅは１０５以上と犬きく、完全
な乱流になる。乱流域では、いわゆる渦が発生し、（２
）式で示すように、限界の渦の大きさが求めら扛る。

ただし、ｒは動粘性係数、Ｄはノズル径、υは溶鋼流速
である。

（２）式より、限界の渦の大きさλ０は、溶鋼流速が犬
となるにしたがって小となり、特にノズル壁側に小さな
渦が多量に発生することとなる。このため、介在物同士
は相互に衝突を繰り返し、大型化していく。

したがって、従来の技術のように、鋳型内における溶鋼
の下降流を抑制するのみでは、介在物の大型化を有効に
防止することはできない。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、大型介在物の生成過程に着眼し、介在物の大
型化が浸漬ノズルを高速で流下する溶鋼流の乱流により
発生する渦同士の衝突により生じるものであることに着
目して成さｎたものであシ、本発明は、タンディシュか
ら浸漬ノズルを介して鋳型内へ溶鋼を注湯するに際し、
浸漬ノズル内を流ｎる溶鋼のレイノルズ数Ｒｅ　ｆ　ｌ
　０３≦Ｒｅ≦１０”好１しくは、］　Ｏ０（Ｒｅ　（
Ｉ　Ｏ’　ｔＤ範囲に調節ｆ　；Ｅｘことを特徴とする
ものである。レイノルズ数Ｒ去記範囲内に調節するため
に、本発明では、たとえば浸漬ノズルの断面積を鋳片断
面積の１／２０以上と大きくすることが有効である。す
なわち、本発明は、鋳型に溶鋼を供給するノズルの断面
積を犬とし、そ扛によって溶鋼通過速度を小とするもの
である。こ扛は、溶鋼速度を小としながら、一定の鋳込
み速度を確保し、鋳型内に一定量づつの溶鋼を供給する
ためである。

い１、鋳片断面積をＡ　ｓ　（ｍ２）、ノズル断面積を
ＡＮ（ｍｊ）、鋳込み速度をｖ　ｃ　（ｍ／ｍｊｎ　）
とすると、ノズルを通過する溶鋼のマクロ的な流速υは
（３）式で与えら扛る〇 （３）式から、ノズル断面積ＡＮを鋳片断面積Ａｓと同
一にす扛ば流速υは最小となるが、浸漬ノズルタイプで
は構造上不可能である。溶鋼速度を小さくする観点から
は、ノズル断面積ＡＮは可能な限り大きいことが好捷し
いが、実用的には、ノズル断面積Ａ、Ｎが鋳片断面積Ａ
ｓの１／２０以上であ扛ばよい。

本発明を実施する際には、好寸しくけ、タンティシーに
作用する溶鋼静圧がさらに考慮さｎる。

すなわち、タンディジー内の溶鋼には上部より下部に向
って溶鋼の静圧が作用し、−上記（］）〜（３）式の関
係を変動させる要因とも々る。このため、実際には、（
１）〜（３）式で規定する溶鋼供給量より多くの溶鋼が
供給されることになる。′８１：た、極端な場合には、
鋳型から溶鋼かオーバーフローすることが生じる。

上記問題点を解決するために、第１図に示すように、ノ
ズル２の外面に電磁力を生ずる手段６、たとえばリニア
モータ、永久磁石等を設置し、電磁力により溶鋼流にブ
レーキをかけて静圧の影響を排除することが行なわｎ、
る。

捷た、第１　Ｂ図に示すように、タンディジ：、−１と
鋳型４とを而」人物で形成したノズノ録より気密に接続
することにより、鋳型から溶鋼がオーバーフローするの
を防ぐことができる。

また、静圧の影響を抑えるために、タンディジー内溶鋼
高さを低くすることも有効である〇以−ヒのような方法
で、ノズルを通過する溶鋼速度を抑制して溶鋼を鋳込ん
だとこう、第２図に示すように、レイノルズ数Ｒｅと大
型介在物個数（表皮から１／４厚まで）の関係は、Ｒｅ
が１０５以下の場合に、介在物が大幅に低減する。

（作用） 上記したように、浸漬ノズル内を流ｎる溶鋼のレイノル
ズ数Ｒｅ１ｌＯ３≦Ｒｅ≦１０５の範囲に調節すること
により、渦の発生を抑制することができ、渦同士の衝突
により介在物が肥大凝集化さ扛るのを防ぐことができる
。また、浸漬ノズルの断面積を鋳片断面積の１／２０以
上とする場合には、所要の鋳込み速度および鋳込み量を
確保しながら、−］二記効果を得ることができる。

（実施例） ２７０ｔ　Ｘ　１２００ｗの鋳片を湾曲型ＣＣマシンで
鋳込んだ。鋼種は、０．１０係Ｃ−０，２０５ｉ−１，
２０Ｍｎのアルミ・ギルド鋼とした。鋳込速度は１．２
ｍ１ｍｍであった。

浸漬ノズルは、方法■と′シ（で内径８０ｍｍφ、方法
■とじて内径１５０ｍｍφ、方法■として内寸１０１０
０Ｘ５００、方法■として内寸］００Ｘ］０００ｍｍの
４種類のものを使用した。方法■は現状ＣＣ法であり、
方法■〜■は本発明法である。方法■〜■・については
、第２図に示したように電磁力で溶鋼流速を減少させた
。各ノズルについての流速、Ｒｅ数は、第１表の如くで
あり、得らｎたスラブについて、介在物をスライム法で
抽出した結果も第１表に合わせて示す。なおスライム法
では、スラブの表皮から３０罷について、各１０ｋｇを
切り出し、１００μ以上の介在物個数をカウントした。

その結果第１表に示すごとく、本発明法によ扛ば大幅な
介在物低減が達成できる。

第　　１　　表 （発明の効果） 上記したように、レイノルズ数Ｒｅ１ｌＯ３≦Ｒｅ≦１
０５とすることにより、溶鋼の流速を小とし、そｎによ
って介在物の肥大凝集を有効に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図および第１Ｂ図はそｎぞｎ本発明を実施する装
置の概要を示す図、第２図はレイノルズ数と大型介在物
指数との関係を示す図、第３図は従来の給湯方法に使用
する装置の概要図である。 １・・タンティシュ　　　２・・浸漬ノズル３・・溶鋼
　　４・・鋳型　　５・・スライディングノズル　　６
・・電磁力発生手段 特許出願人　　　住友金属工業株式会社第１Ａ図 第１Ｂ図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）タンディシュから浸漬ノズルを介して鋳型内へ溶
   鋼を注湯するに際し、浸漬ノズル内を流れる溶鋼のレイ
   ノルズ数Ｒｅを１０＾３≦Ｒｅ≦１０＾５の範囲に調節
   することを特徴とする連続鋳造用鋳型への給湯方法。