JPS6228052A - 溶融金属を導入するためのノズル - Google Patents

溶融金属を導入するためのノズル

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JPS6228052A
JPS6228052A JP61087854A JP8785486A JPS6228052A JP S6228052 A JPS6228052 A JP S6228052A JP 61087854 A JP61087854 A JP 61087854A JP 8785486 A JP8785486 A JP 8785486A JP S6228052 A JPS6228052 A JP S6228052A
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molten metal
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angle
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/10Supplying or treating molten metal
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/50Pouring-nozzles

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

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】 スラブ、特にステンレススチールスラブの連続鋳造は長
方形の内部モールドキャビティを有する流れ通過式連続
鋳造モールドを仕様して一般に行なわれる。連続鋳造モ
ールド内に形成された溶融金属プールの表面より下に溶
融金属を導入するために沈降ノズルが使用される。この
目的のために分岐式沈降ノズルが使用されるが、これら
ノズルは鋳造操作、特にステンレススチールスラブの鋳
造の際に問題を生じさせる。
特にステンレススチールの製造の際、安定化のため通常
チタンが添加される。このチタンは連続鋳造操作に先立
ちタップとりべ内に添加される。
チタンの一部は金属内に溶解されている窒素と反応し、
連続鋳造モールド内に導入されている溶融金属内に小さ
な不溶性窒化物の粒子を形成する。
これら窒化物の粒子は溶融金属内の表面に浮遊したり、
または連続鋳造物の凝固した金属部分に捕捉された粒子
として累積することにより連続鋳造モールド内に凝集し
、集合する傾向がある。このような窒化物は連続鋳造さ
れたスラブから製造された熱間圧延バンドの表面に不合
格となり得るチタン縞を生じさせる。このことは金属を
不合格とし、最終的に廃棄するほど極めて低劣なもので
ある。
従来の沈降ノズルでは始動時に連続鋳造モールドに溶融
金属を充填する初期の間に別の問題が生じる。このよう
な操作中、モールド内に導入されたかなりの量の金属が
、最初モールドの壁にはねかえる。このはねかえった金
属はモールドの壁土で凝固し、溶融金属の高さが上昇し
て壁を覆い、これらを溶融する前に酸化する。このこと
はスラブ鋳造品の最初の部分の表面の品質を低下し、さ
らにこのことはこの鋳造品の最初の部分から製造された
熱間圧延バンド上に表面欠陥、例えばラップおよびシー
ムを最終的に生じさせる。このことを防止するためモー
ルドは最初「はねかえりカン」と呼ばれる金属ライナー
でライニングされる。このはねかえりカンはモールド内
の液体高さがノズルポートを覆うまで金属がモールドの
壁表面にはねかえるのを防止するよう設計されている。
その後はねかえりカンはモールド内の溶融金属プール内
に溶は込む。しかしながら、このはねかえりカンはノズ
ルポートが覆われる前に溶は込んだり、または分解して
しまうことがよくあるので、その意図する機能を満足で
きるよう発揮できない。
このためスラブを連続鋳造するためのマルチポート沈降
ノズルを使用する米国特許第3,517.762号(1
970年6月30日発行)および第3.578,064
号(1971年5月11日発行)に示されているように
種々の試みが為されているが、これら特許は本発明のノ
ズルを教示または示唆するものではない。
よって、本発明の主たる目的は、窒化物の混入およびモ
ールドの壁へのはねかえりの問題を解消すると共に、オ
ーステナイト形またはフェライト形のステンレススチー
ルを含む種々の合金を連続鋳造するのに使用できる沈降
ノズルを提供することにある。
本発明のより詳細な目的は、広い範囲の寸法にわたるス
ラブ状のオーステナイトまたはフェライト形のステンレ
ススチールを鋳造するのに使用できる連続鋳造スラブノ
ズルを提供することにある。
本発明の別のより詳細な目的は、モールド初期充填時に
、モールドの充填時間を短縮し、かつ有害な広がりおよ
びモールド壁へのはねかえりを生じない流量で金属を供
給し、その後の鋳造操作中、最初に充填される最も温度
の高い金属が表面まで流れてモールドのフラックスに接
触し、そのためフラックスが急速に溶融し、金属から熱
が抽出され、金属内に捕捉されていた非金属物が除去さ
れるような金属流れパターンがモールド内で生じるオー
ステナイトまたはフェライト形のステンレススチールの
鋳造時に連続鋳造する゛ための沈降ノズルを提供するこ
とにある。非金属物質は溶融フランクス内に吸収されて
除去されるか、または不溶性であれば流れが捕捉材料例
えばチタン窒化物を鋳造スラブの全横断面にわたってよ
り均一に分布される。
これら目的は連続鋳造モールドに導入される溶融金属の
ソースに接続するようになっている上端部分と閉じた下
方端部分とを有するチューブから成るノズルを提供する
ことによって、本発明により達成れれる。下方端に隣接
して、同径の対向した状態の2つの溶融金属出口ポート
が設けられ、各ポートは12〜17°の角度θにて、(
好ましくは約15°の角度にて)軸方向に上方に傾斜さ
れる。ノズルの前記下方端に隣接して径方向に対向する
対として更に4つの同径の溶融金属出口ポートが設けら
れているが、これらポートの各々の径は前記2つの溶融
金属出口ポートの各々の径より大きく、各対は28〜3
2°の夾角φにて、好ましくは約30°の夾角にて非放
射状である。これらポートも12〜17°の角度θにて
、好ましくは約15°の角度にて上方に傾斜されている
これら溶融金属出口ポートのいずれも実質的に同一角度
で上方に傾斜することが好ましい。連続鋳造スラブの製
造に使用するとき、または長方形横断面モールドを使用
するとき、同径の2つの金属出口ポートは比較的長いモ
ールド壁のひとつに対向し、他方の大きな出口ポートの
各対は比較的短い長さのモールド壁のひとつに対向する
。好ましくは、比較的大きい溶融金属出口ポートの対は
、細長い横断面、すなわち一般に楕円形の横断面である
図面を参照すると、図面のうちの第1図には一般に番号
10で示される本発明に係るノズルが示されている。こ
のノズルは、細長いチューブ状の構造体であり、周知の
ように溶融金属ソース(図示せず)に接続するカラー1
2をその上方部分に有する。ノズル10の逆の端部は閉
じており、この下方端部14に2つの対向する金属出口
通路16および16aが隣接している。これら通路は、
約15°の角度で上方に傾斜している。更に2対の径方
向に対向する出口通路18および18aも設けられてい
る。これら出口通路は通路16および16aよりも横断
面の寸法が比較的大きく、同様に約15°の角度θで上
方に傾斜している。出口ポートすなわち出口の各対18
および18aは、約30°の夾角φで、非放射状配列し
ている。夾角φは、第1中心のまわりに対称であること
が好ましく、各対のポートは、第2中心線のまわりの他
の対のポートと対称となっている。通路16および18
の横断面は、ノズル10の長手方向軸方向に細長い。す
なわち一般に楕円形である。
上記したように連続鋳造時のノズルの作動中は、同径の
2つの溶融金属出口ポートの各々が比較的長いモールド
の壁(図示せず)の一つに対向し、比較的広い横断面の
出口ポート(18および18a)の各対は比較的短い長
さのモールド壁の一つに対向した状態で長方形モールド
内にノズルが位置する。このような配列では、スラブす
なわちモールドの幅方向中間部分に衝突する出口ポート
(16および16a)は、この領域にてモールドに導入
される高温金属流の衝突を制限するよう小さな寸法にな
っている。このようにしたことによって長手方向の表面
割れを生じ得る凝固した鋳造シェルの再溶融が防止され
るが、防止策がなければ極端な場合には凝固したシェル
部分を通って溶融金属が噴出することもある。モールド
の長短壁の双方の出口ポートのすべてを傾斜したことに
よりモールドの壁に対する溶融金属の衝突速度が遅くな
り、渦の形成が防止さ軌、よってモールドフラックスが
モールド内の溶融金属内へ引き込まれ、金属の凝固部分
に捕捉されることが防止される。このことは、比較的大
寸法のポート18および18aの横断面を大きくするこ
とにより行なわれ、これらポートが位置するノズルの端
部部分の弱体化を防止するよう一般に楕円形状にするこ
とにより行な。
われた。従って、図面に示したような本発明のノズルに
よれば、鋳造操作の始動時に2対の大きな寸法のポート
から溶融金属が広がったり、はねかえることなくゆるや
かに流出する。流れ特性は、均一で、スムーズで、繰返
し可能であるので、このことは従来の分岐式ノズルを使
用したとき得られる流量より多い制限された流量にてモ
ールドに充填できるようにする。従って、このことは始
動時にモールド内ではねかえりカンを使用すること不要
にする。モールド内の溶融金属がノズルポートを覆った
後、静止した金属面が得られ、溶融金属内にモールドパ
ウダーから引込まれるのを考慮せず金属面にモールドパ
ウダーをかけることができる。
実施例I 分岐式ノズルおよび本発明に係るノズルを使用してAl
5Iタイプ409および413ステンυススチールの鋳
造用データを得た。分岐式ノズルは、ノズルの閉じた下
方端に隣接する2つの溶融金属の出口ポートを有するも
のであり、これらポートは径方向に対向し、各ポートは
比較的短い長さのモールド壁の一つに対向していた。こ
の分岐式ノズルは20°で上方に傾斜する4、 445
または3.970cm (1,75または1.563イ
ンチ)、または15°で上方に傾斜する5、 08cm
 (2,0インチ)のポートを有していた。第1〜6図
に示すような本発明のノズルは、0.952cm (0
,375インチ)の同径のこの金属出口ポートと、それ
より大きな横断面寸法の2対の径方向に対向した楕円形
の出口ポートを有していた。これらポートはノズルの軸
方向に楕円形をしており、これら楕円ポートは約2.5
4cm(1,0インチ)の中心上で1、27cm (0
,5インチ)の径を有し、同径ポートは15°で上方に
傾斜していた。2対の出口ポートは、30°の夾角で、
非放射状に配列され、これらも約15°で上方に傾斜し
ていた。同径の2つのポートは、各々がモールドの比較
的長い壁の一つに対向するよう配置され、別のポートの
各対は、比較的短い長さの壁の一つに対向していた。
各ノズルはグラファイト化アルミナで形成されていた。
連続鋳造されたT409/413スチールのスラブから
製造された熱間圧延されたバンドコイルに対するこれら
鋳造品の「チタン縞特性」の改善を表Iに示した。
表■ 注 極めて良好−実質的にTiN縞なし。
良   好−TiN縞はほとんどないか、軽い条痕しか
ない。
平均以下 −限界的TiN縞 不   良−廃棄 実施例■ 実施例Iに記載のものと同じノズルを使用して、熱間圧
延されたバンドコイル状T304スチールに対する第1
スラブ特性の改善を表■に示す。
表■ 研磨したス トリップの ノズルタイプ コイル数  OK   パーセント分岐
式    77  51.9% 48.1%(11本発
明   124  79.1% 20.9%(2)注: (11冶金学的欠陥−ラップおよび冶金学的縁割れのた
め研磨したストリップ (2)ラップのみのため研磨したストリップ実施例■ 実施例Iの本発明のノズルに対するT409/413の
6つの熱間圧延されたバンドコイルの第1スラブ特性も
測定した。すべての欠陥について、5つのコイルが極め
て良好であり、欠陥がなく、1つのコイルだけがラップ
欠陥を有していた。
TiN縞欠陥を有するコイルはなかった。これらコイル
はTiN縞欠陥が100%なく、ラップは83.3%な
かった。
以上で好ましい実施態様および代替実施態様について述
べたが、当業者であれば本発明の範囲から逸脱すること
なく変更が可能であろう。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係わるノズルの一実施態様の側面図
、第2図は第1図のA−A線に沿った第1図の断面図、
第3図は第1図のB−B線に沿った断面図、第4図は第
3図のC−C線に沿った断面図、第5図は金属出口ポー
トのうちの1つの詳細図、第6図は径方向に対向した出
口ポートの対のうちの1つの詳細図である。 10・・・ノズル、12・・・カラー、14・・・下方
端部、16.16a・・・出口通路、18.18a・・
・出口通路。 −Y這シ、1

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)流れ通過式連続鋳造モールド内の溶融金属プール
    の表面下に溶融金属を導入するためのノズルにおいて、 前記連続鋳造モールドに導入される溶融金属ソースに接
    続するようになっている上方端部分と閉じられた下方端
    部とを有するチューブと、互いに対向した状態で前記ノ
    ズルの下方端部に隣接して位置する同径の2つの溶融金
    属出口ポートを含み、各ポートは12〜17°の角度に
    て上方に軸方向に傾斜し、更に4つの別の同横断面の溶
    融金属出口ポートを含み、これら出口ポートの各々の横
    断面の寸法は前記同径の2つの溶融金属出口ポートの各
    々よりも大きく、前記別のポートは、径方向に対向する
    対として前記ノズルの前記下方端部に隣接して位置し、
    各対は28から32°までの夾角にて非放射状であり、
    12から17°までの角度にて上方に傾斜するノズル。
  2. (2)前記溶融金属出口ポートのすべては実質的に同一
    角度で上方に傾斜している特許請求の範囲第(1)項記
    載のノズル。
  3. (3)各対の前記夾角は約30°である特許請求の範囲
    第(2)項記載のノズル。
  4. (4)前記溶融金属出口ポートのすべては約15°の角
    度で上方に傾斜している特許請求の範囲第(3)項記載
    のノズル。
  5. (5)比較的長い長さの2つの対向するモールド壁と比
    較的短い長さの2つの対向するモールド壁により画定さ
    れる長方形横断面を有する流れ通過式連続鋳造モールド
    内の溶融金属プールの表面下に溶融金属を導入するため
    のノズルにおいて、 前記連続鋳造モールドに導入される溶融金属ソースに接
    続するようになっている上方端部分と、閉じられた下方
    端部とを有するチューブと、互いに対向した状態で前記
    ノズルの前記下方端部に隣接して位置する同径の2つの
    溶融金属出口ポートを含み、各ポートは12から17°
    までの角度にて上方に軸方向に傾斜し、更に4つの別の
    同横断面の溶融金属出口ポートを含み、これら各ポート
    の横断面の寸法は同径の前記溶融金属出口ポートの各々
    よりも大きく、前記別のポートは、径方向に対向する対
    として前記ノズルの前記下方端部に隣接して位置し、各
    対は28から32°の夾角にて非放射状であり、かつ1
    2から17°までの角度で上方に傾斜し、前記同径の2
    つの溶融金属出口ポートの各々が前記比較的長いモール
    ド壁の一つに対向し、前記別の出口ポートの各対が比較
    的短い長さの前記モールド壁の一つに対向した状態で前
    記長方形モールド内に位置するノズル。
  6. (6)前記溶融金属出口ポートのすべては、実質的に同
    一角度で上方に傾斜している特許請求の範囲第(5)項
    記載のノズル。
  7. (7)各対の前記夾角は約30°である特許請求の範囲
    第(6)項記載のノズル。
  8. (8)前記溶融金属の出口ポートは、約15°の角度で
    上方に傾斜している特許請求の範囲第(7)項記載のノ
    ズル。
  9. (9)前記溶融金属出口ポートは細長い横断面である特
    許請求の範囲第(8)項記載のノズル。
JP61087854A 1985-07-30 1986-04-16 溶融金属を導入するためのノズル Expired - Lifetime JPH0675755B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/760,446 US4662546A (en) 1985-07-30 1985-07-30 Submerged nozzle for use in the continuous casting of slabs
US760446 1996-12-06

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6228052A true JPS6228052A (ja) 1987-02-06
JPH0675755B2 JPH0675755B2 (ja) 1994-09-28

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ID=25059140

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61087854A Expired - Lifetime JPH0675755B2 (ja) 1985-07-30 1986-04-16 溶融金属を導入するためのノズル

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US (1) US4662546A (ja)
EP (1) EP0211476B1 (ja)
JP (1) JPH0675755B2 (ja)
KR (1) KR920001707B1 (ja)
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