JPS62224464A - 溶鋼の介在物除去装置 - 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、連続鋳造用タンディツシュ内における？８鋼
の介在物除去装置、特に連続鋳造用タンディツシュ内を
流動する溶鋼中の介在物を積極的に浮上させ、溶鋼表面
に浮遊するフラックスに吸収させる、溶鋼の介在物除去
装置に関する。

（従来の技術） 製鋼工程において、例えば連続鋳造法により鋳造する場
合、製造された溶鋼は取鍋からロングノズルを経るか、
あるいは取鍋から直接に連続鋳造用タンディツシュに供
給され、次いでこのタンプ°イフシュから１以上の連続
鋳造用モールドに供給される。

タンディツシュは、装置としては単純な構造であるが、
溶鋼内のスラグおよび介在物を分離および除去して連続
鋳造される鋼の品質を向上させるという重要な機能が要
求される。すなわち、タンディツシュ内の溶鋼には、取
鍋から混入したり、またはタンディツシュへの溶鋼注入
時に酸化もしくは表面に浮遊するスラグの巻込みによっ
て新たに生成した介在物粒子が存在し、かかる介在物粒
子は浮上速度が極めて遅いために、タンディツシュ内の
滞留時間内に浮上・分離されず、大半はタンディツシュ
内の溶鋼流に同伴してモールド内溶鋼に混入してしまう
。そして、この介在物粒子の混入が連続鋳造スラブの品
質劣化の一因となっている。

また、このような？８鋼中の介在物粒子の除去は、タン
ディツシュ内で介在物粒子を浮上させて溶鋼、表面のフ
ラックスに吸収させることによって実施されるが、鋳造
速度が速くなってタンディツシュ内の溶鋼移動速度が大
きくなるほど、タンディツシュ内の溶鋼の滞留時間が短
縮され、結果として十分な介在物粒子の浮上が行われず
、介在物のモールド内溶鋼への混入が一層顕著になるこ
とも問題である。

従来、タンディツシュ内における介在物除去方法として
、実開昭５７−２００３５３号には、タンディツシュ内
に堰を設け、この堰によってタンディツシュ内の溶鋼流
を制御して、介在物の浮上分離を促進することが開示さ
れている。また、特開昭５８−５３３５７号および同５
Ｂ−１１６９６３号には、タンディツシュの底面に従来
の多孔質レンガを設け、この多孔質レンガを通してガス
を溶鋼内に吹込み、このガスの浮上によって溶鋼中介在
物の浮上分離を促進する方法が開示されおり、これらの
いずれの方法も実際に実施されている。

しかしながら、堰だけでは溶鋼流れに同伴されて移動す
る微細な介在物を浮上させ完全に除去することはできな
い。また、従来の多孔質レンガからのガスの吹込みは、
多孔質レンガの孔が不規則形状であるため、低空塔速度
でガスを吹込んでも気泡が合体してしまって不均一な気
泡が生成してしまう。不均一な気泡が溶鋼内を上昇する
と、ガス吹込部の溶鋼に循環流動が生じて、介在物の浮
上促進効果も小さく、さらには循環流動がタンディツシ
ュ内溶鋼全体に広がって、逆に溶鋼表面のフラックスも
しくはスラグを巻込んでしまう危険性も大きい。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明者らは、連続鋳造用タンディツシュ内の／８鋼中
の介在物を有効に除去する手段を見出すべく検討を重ね
、タンディツシュ内の溶鋼中に均一な気泡の上昇流が形
成できれば溶鋼中介在物の浮上が促進されることを認め
た。そこで、かかる気泡の形成に関してさらに検討した
結果、上向きの貫通孔を有する有孔レンガを通してガス
をタンディツシュ内溶鋼に吹込むことにより均一な気泡
の上昇流を得ることができることを知った。その際、ガ
スを溶鋼中に吹込む通気孔径および通気孔間隔を適当な
範囲内とし、さらに吹込ガスの空塔速度を一定範囲内に
規定することにより、溶鋼中により一層均−な気泡の上
昇流が生じ、溶鋼中の介在物の浮上が著しく促進される
。このような上昇流により溶鋼表面に浮上した介在物は
、ここに浮遊するフラックスに効果的に吸収されて、溶
鋼から分離され、しかも均一な気泡の上昇流であるため
に溶鋼中に循環流が生じることもなく、そのため溶鋼表
面のフラックスあるいはスラグを溶鋼中に巻込む恐れも
ない。

さらに、本発明者らは、介在物の除去効率を一層向上す
べく、ガス分散体の配置形態について引続き検討を重ね
たところ、すべての溶鋼流が必ず均一な上界気泡帯域を
通過することが重要であることを知った。このことから
、タンディツシュの幅に等しいガス分散体を設置するこ
とが有利であると言えるが、ガス分散体を構成する有孔
耐火物は、熱スポールの強度、コスト等の点から一体物
として大きな耐火物を製作、設置することが困難な場合
が多い。

一方、工業的に重要な上記ガス分散体の設置方法につい
ては、−Ｃ的に、タンディツシュの敷煉瓦としてガス分
散体を埋め込む方法が考えられるが、研究の結果、埋め
込み法は、−回使用（５〜６連鋳）が煉瓦寿命の限界で
あり、また交換作業に関しても、周囲の煉瓦も一緒に解
体・交換するため、コスト面、作業面で問題があること
が判明した。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らは、複数のガス分散体と複数の堰を適当に配
置することにより、目的とするすべての溶鋼流が均一な
上昇気泡帯域を通過するようにできることを見出し、本
発明を完成させた。

ここに、本発明の要旨とするところは、／８鋼の連’１
ｒｌｔ　ＳＲ造用タンディツシュにおいて、該タンディ
ツシュの底面であって、かつ取鍋からの注入口とモール
ドへの鋳込口との間の位置に設置した、複数の上向きの
貫通孔を均一に配列した有孔耐火物より構成されるガス
分散体と、該ガス分散体より上流側に設け、溶鋼流が該
ガス分散体からの均一な上昇気泡帯域をできる限り通過
するようにした堰とから成ることを特徴とする、溶鋼の
介在物除去装置である。

本発明における上記基は溶鋼流を狭めることにより可及
的にすべての溶鋼流が上昇気泡帯域を通過するようにす
るものであり、その限りにおいて特に制限されないが、
好ましくは後述する浸漬型のトンネル堰である。

さらに、本発明によれば、前記の溶鋼通路を狭める役目
を持つ堰とガス分散体により生成する上昇気泡帯域の寸
法に関し、その溶鋼通路幅Ｗに対する上昇気泡帯域幅Ｗ
の比ｒ　（≡ｗ／Ｗ）を０．５以上と規定することが好
ましい。

本発明のさらに別のＢ＋１によれば、前記ガス分散体は
タンディツシュ底面裏側からの挿入による設置・交換が
可能なプラグ形式、またはタンディツシュ上側からの浸
漬による設置・交換が可能なランス形式をとり、かつ前
記有孔耐火物より構成される。

（作用） 以下、本発明を添付図面を参照しながら具体的に説明す
る。

第１図は、本発明のｌａ様を示す配置図である。

第２図は第１図の■−■線の切断面図である。

第３図は、本発明におけるガス分散体と堰とを３段に設
けた装置の縦断面図および第４図はその一部断面で示す
平面図である。同一部材は同一符号で示す。

溶ｗ４１は、取鍋２から、これに必要により取りつけた
溶鋼注入用ロングノズル３を介してタンディツシュ４へ
流入する。このタンディツシュ４内には、本発明に従っ
て、ｊｌＩ５とガス分散体６が配置され、そのガス分散
体から溶鋼中へ吹込まれたガスにより、均一な上昇気泡
帯域が形成されている。ここで、堰５は、溶鋼の通路を
狭める役目を果たすものであればどんな形状の堰でもよ
い。図示例にあっては、トンネル型の堰を一例として採
用している。前記の溶鋼１は、まずトンネル型の堰５を
通過し、その後、その大部分が上昇気泡帯域を通過して
、タンディツシュの底面に取りつけた浸漬ノズル７を介
してモールド８へ注湯される。

次に、これら堰とガス分散体の好適配置を第１図〜第４
図により説明する。

タンディツシュ４において、取鍋２から同伴されて混入
してくる介在物を含有する溶！Ｉｌｌは、溶鋼注入用ロ
ングノズルの先端から浸漬ノズル方向へ流動し、モール
ド８へ流れ込んでいる。そこで、例えば第１図に示すよ
うにトンネル型の堰５を、プラグ型のガス分散体の前に
配置すれば、実質的に均一な上昇気泡帯域を通過する溶
鋼流の割合を大きくすることができる。

さらに、第３図に示すように、溶鋼流を多段、例えば３
度にわたってトンネル型の堰とガス分散体を通過させれ
ば、溶鋼が均一な上昇気泡帯域を通過する割合およびそ
の時間を増加させることができ、介在物の除去に対して
より一層有効となる。

すなわち、介在物除去効率の向上のためには、溶鋼の通
路を狭める役目を持つ堰、例えばトンネル型の堰とガス
分散体の通過回数を増加させることが有効である。

一方、工業的には、前記ガス分散体の設置、交換作業の
簡略化のためには、第５図および第６図に示すように、
タンディツシュ底面裏側からの挿入による設置・交換が
可能なプラグ形式、またはタンディツシュ上側からの浸
漬による設置・交換が可能なランス形式のガス分散体を
採用することが好ましい。

第５図は、本発明において利用できるプラグ型ガス分散
体の拡大断面図であり、図中、ガス分散体６は貫通孔１
０を備えた有孔耐火物１２と、多孔質耐火物１３と、そ
の間に設けた第二蓄気室１４と、さらに不活性ガス供給
用のパイプ１５と、その先端部に形成された第一蓄気室
１６とから構成され、これらがプラグ本体１７に嵌装さ
れている。この有孔耐火物１３は細孔金属パイプを耐火
物に増設して構成したものであってもよく、その孔寸法
、配列は、そこから出た気泡が互いに干渉せず溶鋼表面
まで均一に浮上するものであればよい。このプラグ型ガ
ス分散体６は外周部に全体的にテーパ設けられており、
タンディツシュの底部に外側から挿入され、適宜手段で
固定される。パイプ１５から供給される不活性ガスは多
孔質耐火物１３および第二蓄気室１４を経ることにより
均一な圧力で各貫通孔１０から均一な気泡となって溶鋼
流内を浮上する。

第６図は、同じく本発明において使用するランス型のガ
ス分散体の一部断面で示す説明図である。

図中、断面が逆Ｔ字型に構成されたガス分散体６は、不
活性ガス供給用のパイプ１５と、それにつづく分岐管２
０と、該分岐管２０の各先端部に設けた蓄気室２１およ
び有孔耐火物２２とから構成され、有孔耐火物２２の先
端部を除いて全体が耐火物２３によって保護されている
。このランス型のガス分散体はそのま＼タンディツシュ
内に浸漬され、タンディツシュ底部に載置される。

なお、ガス分散体６を構成する耐火物、その他の材質等
は以上の説明より当業者には明らかであるため、これ以
上の説明を略す。

次に、本発明を実施例によりさらに詳しく説明する。

実施■ 本例では、第１図〜第４図に示すのと同様なタンディツ
シュを使用して、介在物の浮上効果を調べた。

長さ７００　ｃｍＸＩｉ　８５ｃｍの内部寸法の容器（
タンディツシュ）内を５Ａ／ｓｅｃの流速で溶鋼を流し
、浴深さＨ−９０ｃｍとし、第１図もしくは第３図の位
置Ａから９０　ｃｔａ　Ｔ流の所定の位置に、底部から
高さ７０ｃｍの逆Ｕ字型の通路を設け、頂部を出して浸
漬させたトンネル型の堰、ガス分散体（孔径＝０．１５
ｍｍ、孔ピンチ＝１５１ｍ）を設置して、空塔速度０〜
２０　ｃｍ／ｓｅｃでアルゴンガスを吹込んで、溶鋼の
介在物除去を行った。ここで、トンネル型の堰のトンネ
ル幅Ｗに対する上昇気泡帯域幅Ｗの比γ（≡ｗ／Ｗ）を
３段階に変化させた。

第７図には、γ＝０．８として、本例におけるトンネル
型の堰とガス分散体の溶鋼通過回数、ガス空塔速度と溶
鋼介在物個数の関係を示す一連の実験結果をグラフでま
とめて示した。図中、（１）は均一気泡流動域、（２）
は遷移域、および（３）は不均一気泡流動域である。本
発明によると、約５０〜２００μｍ前後の粒径を有する
介在物を約１０００〜２０００個Ｚｋｇ鋼の割合で含有
する溶鋼が、それぞれ約３００個／　ｋｇｗ４以下の介
在物量まで減少させることができた。まず、ガス分散体
の設置方法に関して比較すると、トンネル型の堰とガス
分散体の溶鋼流の通過回数が多いほど効果が大きいこと
がわかった。

また、本発明のガス分散体を用いた場合、５　ｃｍ／ｓ
、ｅｃ以下の空塔速度で均一な上昇気泡帯域が形成され
、介在物個数が著しく減少することもわかった。

第８図には、トンネル型の堰とガス分散体の溶鋼通過回
数を３回として、本例におけるγ、ガス空塔速度と溶鋼
の介在物個数との関係を示す一連の実験結果をグラフで
まとめて示した。図中、（１）は均一気泡流動域、（２
）は遷移域、および（３）は不均一気泡流動域である。

γが大きいほど、介在物個数が著しく減少しているのが
わかる。

ここで、介在物の浮上分離効率ηを次式二ＩＮ Ｃｏｕｔ　　：浮上後の介在物個数 ＣＩ）ｌ　　：浮上前の介在物個数 で定義すれば、以上の実験結果より次の近似式が得られ
た。

η＃１−（１−γ）″　　　・・・（２）Ｔ：トンネル
型の堰のトンネル幅Ｗに対する上昇気泡帯域幅Ｗの比ｗ
／Ｗ、 ｎ：溶鋼のトンネル型皿とガス分散体の通過回数。

ここでは、トンネル型の堰を用いた場合を例示したが、
同じ役目、すなわち溶鋼の通路を狭める作用を持つ他の
構造の堰についても同様の結果が得られた。

（発明の効果） 以上の説明より明らかなように、本発明によれば、タン
ディ・２シユ内において？ｆｌｔＲ介在物を容易に、し
かも効果的に除去することができ、本発明は鋼の品質管
理上、非常に有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は、本発明により利用される堰とガ
ス分散体の設置例を示す概略図、第５図および第６図は
、それぞれ本発明で利用しうるプラグ型ガス分散体、ラ
ンス型分散体の概略図、ならびに 第７図および第８図は、実施例で得られた実験結果を、
堰とガス分散体の設置形態およびガス空塔速度と？８！
１２Ｉの介在物個数との関係としてそれぞれ示すグラフ
である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶鋼の連続鋳造用タンディッシュにおいて、該タ
   ンディッシュの底面であって、かつ取鍋からの注入口と
   モールドへの鋳込口との間の位置に設置した、複数の上
   向きの貫通孔を均一に配列した有孔耐火物より構成され
   るガス分散体と、該ガス分散体より上流側に設け、溶鋼
   流が該ガス分散体からの均一な上昇気泡帯域をできる限
   り通過するようにした堰とから成ることを特徴とする、
   溶鋼の介在物除去装置。
2. （２）前記堰とガス分散体とを、該堰の溶鋼通路幅Ｗに
   対する上昇気泡帯域幅ｗの比γ（≡ｗ／Ｗ）が０．５以
   上となるように配置する、特許請求の範囲第１項記載の
   装置。
3. （３）前記ガス分散体がプラグ形式もしくはランス形式
   をとる特許請求の範囲第１項記載の装置。