JPS6246267B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、鋼の連続鋳造用タンデイツシユに
関するものである。

連続鋳造用のタンデイツシユは、大容量の取鍋
から鋳型へ溶鋼を導くための中間容器であり、タ
ンデイツシユ内の溶鋼量を一定に保ちつゝ、１箇
または、複数箇の出口から溶鋼を常に一定の流れ
として鋳型内に導く機能を果すものである。一
方、取鍋からタンデイツシユ内に注入される溶鋼
には、通常、前工程で例えばアルミナ、シリカな
どの非金属介在物の粒が生成して懸濁しており、
これが鋳片の品質を低下させる原因となるので、
前記タンデイツシユ内でこれらの非金属介在物の
粒を分離除去して清浄な溶鋼として鋳型に注入す
るのが望ましい。

非金属介在物の粒を分解除去する目的のために
従来、特公昭48−25866号、および実開昭52−
165105号公報に示す如くタンデイツシユ内にスキ
ンマータイプの堰、あるいは多数の貫通孔を有す
る堰をもうけてタンデイツシユを受鋼浴領域と出
鋼浴領域に区分して取鍋からの注入流によつて溶
鋼の流れが乱されるのを受鋼浴領域に限定し、堰
より下流の出鋼浴領域を準静止浴としてこの領域
で溶鋼中に懸濁した比重の小さい非金属介在物を
浮上せしめて、溶鋼表面のスラグに吸収させてそ
の介在物を分離することが行われている。

しかしながら、これらの方法においては、ある
粒子直径以下の微細な非金属介在物を分離するこ
とはできない。この点につき第１図に示す多数の
貫通孔を有する堰によつて仕切られたタンデイツ
シユの場合をモデルとして考察する。一般に溶鋼
中の非金属介在物粒は、直径500μ（ミクロン）
以下の微細なものでその大きさの範囲では、非金
属介在物粒の浮上速度は、ストークスの法則にし
たがつて次式で表わされる。

Vi＝２／９ （ρｓ−ρｉ）／ηgr² Vi：非金属介在物粒の浮上速度 ρｓ：溶鋼の比重 ρｉ：非金属介在物の比重 η：溶鋼の粘性係数 ｇ：重力加速度 ｒ：非金属介在物粒の半径 すなわち浮上速度は、非金属介在物の粒子半径
の自乗に比例して小さくなり、粒子直径が小さく
なると非常におそくなる。第１図に示すようにタ
ンデイツシユ内の準静止領域内において溶鋼が水
平方向にＶ_sの速度を有するとき、比較的大きな
非金属介在物粒は、浮上速度が大きいので図中Ａ
で示す合成速度方向に動いてタンデイツシユのノ
ズルに至る前に溶鋼表面に達し、スラグに接触同
化して吸着し分離される。しかし、小さな非金属
介在物粒は、浮上速度が小さく、第１図Ｂで示す
合成速度となるので溶鋼表面に到達する前にタン
デイツシユノズルから流出して鋳型に注入され
る。それ故、微小な非金属介在物粒を除去するに
は、鋳造速度が一定のときには、溶鋼の流れの断
面積を大きくしてＶ_sを小さくするか、タンデイ
ツシユを長大化して溶鋼の流れる距離を長くすれ
ば良いが、何れもタンデイツシユの大型化を招
き、溶鋼のタンデイツシユ内での滞留時間が長く
なり、温度降下、表面酸化などを生ずる欠点があ
り採用は困難である。

また、実開昭52−165105号には堰に多数の貫通
孔をもうけ、さらに貫通孔の中間に湯溜り部をも
うけることが提案されているが、貫通孔の全断面
積が小さいため流れの速度が速くなり、また堰の
厚さも限定されるので、溶鋼の通過時間が小さく
非金属介在粒の浮上分離は困難である。

本発明は、上記の考察にもとずいてタンデイツ
シユを大型化、あるいは特殊な形状とすることな
しに溶鋼中の微細な非金属介在物粒を効果的に除
去できる連続鋳造用タンデイツシユを提供するこ
とを目的とするものである。

すなわち、この発明は、鋼の連続鋳造用タンデ
イツシユの溶鋼を流れる領域を、取鍋から溶鋼を
受ける受鋼浴領域と、鋳型へ出鋼する出鋼浴領域
に区分し、その境界に多数の貫通孔を有する堰板
を３層以上に設置して、受鋼浴領域における取鍋
よりの注入流による溶鋼の流れの撹乱を完全に遮
断すると共に、受鋼浴領域内の堰に近接した位置
に、タンデイツシユ底面に平行で、かつ多数段の
耐火物製棚をもうけた浮上分離帯域を形成するこ
とによつて溶鋼中の微細な非金属介在物粒を分離
除去するようにしたものである。

以下、この発明の実施例を図面にもとずいて詳
細に説明する。

第２図は、本発明の実施例を示す断面図であ
る。タンデイツシユの外枠１の内面に耐火物２を
内張りしてタンデイツシユが形成されており、図
中に矢印で溶鋼の流れを図示してある。なお、タ
ンデイツシユの蓋体や鋳込量調整用のストツパー
は省略してある。タンデイツシユには、取鍋から
の溶鋼を受ける受鋼浴領域３と鋳型に溶鋼を注入
する出鋼浴領域４がもうけられており、その中間
に堰５が配置されている。堰５は、多数の貫通孔
を有する耐火物製平板の孔堰５１，５２，５３の
３層によつて構成され、かつ各層の貫通孔は、相
互に喰い違う位置になるように配置せられてい
る。出鋼浴領域４の中に堰５に近接してタンデイ
ツシユの底面に平行で、ほゞ水平に耐火物製の多
数段の棚１０がもうけられて、非金属介在物粒の
浮上分離帯域が構成され、その棚１０の部分を除
く受鋼浴領域４の底面の中心附近にタンデイツシ
ユノズル７がもうけてある。

溶鋼は、取鍋ノズル６からタンデイツシユの受
鋼浴領域３に注入され、堰５を通つて出鋼浴領域
４に流入する。受鋼浴領域３内の溶鋼は、注入流
の運動エネルギーによつて第１図、第２図に示す
ように激しく運動しており、そのため第１層の孔
堰５１を通過する溶鋼の流速は、貫通孔の位置に
よつて差があり不均一である。しかし、第１層の
孔堰５１の貫通孔と、第２層の孔堰５２の貫通孔
は、互に喰い違うよう配置されているので、孔堰
５１の貫通孔を通過した溶鋼の流れは、第２層の
孔堰５２の壁に衝突する。それにより、速い流速
の溶鋼の運動エネルギーは、減殺される。溶鋼
は、つぎに第２層の孔堰５２の貫通孔を通過する
が、第３層の孔堰５３によつて前記と同様の現象
が生じて溶鋼の流れはさらに均一化される。した
がつて次の第３層の孔堰５３を通過して出鋼浴領
域４に入る溶鋼の流れは、全断面に亘つて均一に
なり、流速の速い部分は、在存しなくなる。本発
明者らは、実験によつて孔堰が２層の場合は、流
速の均一化の効果は、不十分であるが、３層にす
ることによつて受鋼浴領域３における溶鋼の流れ
の影響は、ほゞ完全に遮断され、流れの均一化の
目的が達せられることを見出した。しかし、均一
化のためにより多数の層をもうけてもよいこと
は、もちろんである。また溶鋼が出鋼浴領域へ流
出する速さをできるだけ小さくして、出鋼浴領域
内の溶鋼の流れが乱れないようにするために第３
層の孔堰の貫通孔の断面積は、第１層、第２層の
それより大きくすることが望ましい。また貫通孔
の形状は、円形である必要がないことは明らかで
ある。

出鋼浴領域４に入つた溶鋼は、図面に示すよう
に耐火物製の棚５によつて構成された浮上分離帯
域を通る。この場合、３層の堰５の効果によつて
溶鋼の流れは、均一で、かつほゞ層流となつてい
る。

耐火物製の棚５は、溶鋼中に浸漬とされ溶鋼と
の比重の差によつて浮力を受けるので強度を得ら
れるよう20mm〜100mmの厚さとする。棚の段数
は、１段もうけるだけでも効果はあるが、溶鋼の
棚の間の流動面積が小となつて流動抵抗が増加し
たり、流速が余り早くならない程度に段数を多く
することが望ましい。

前記したように溶鋼中の非金属介在物粒を分離
除去するには、非金属介在物粒を比重の差によつ
て浮上させ、スラグに接触して吸着させることが
必要である。そのためには浮上距離が短く、かつ
スラグと溶鋼との接触面積が大きいことが効果的
である。本発明のタンデイツシユにおいては、溶
鋼は、耐火物製の棚の間の空隙を流れるが、棚の
間隙は、単なる準静止浴の場合に比し非常に小さ
く、したがつて粒子の浮上距離は、極めて短縮さ
れる。また耐火物製棚は、スラグと同様に非金属
介在物粒を吸着するので溶鋼とスラグの接触面積
が増加したと同様の効果があり溶鋼か耐火物製棚
の間を通過するとき微細な非金属介在物粒が棚の
下面に吸着され分離除去される。たとえば第２図
においては、耐火物製棚１０を９段に形成した場
合を示してあり、この場合、鋼浴と耐火物との接
触面積は、約５倍となり、一方、溶鋼の水平方向
の流速は、約２倍となるが、非金属介在物粒が耐
火物と溶鋼の境界迄浮上するための浮上距離は、
著るしく短縮されているので、非金属介在物粒
は、効果的に分離除去され、出鋼浴領域内の溶鋼
中の残存非金属介在物粒は、粒子径の非常に小さ
いもののみになる。

始めに説明したように非金属介在物粒の浮上速
度は、ストークスの法則に従う。また鋳片を圧延
して製品としたとき実質的に有害な非金属介在物
粒は、半径約25μ以上の大きさを有する粒であ
り、その浮上速度は、計算によれば0.11cm／秒以
上である。したがつて耐火物製棚を次式 ｄ／ｌ０．０１／Ｖ_ｓ ｄ：耐火物製棚の間隙 ｌ：耐火物製棚の流れ方向の長さ Ｖ_s：溶鋼の水平方向への流速 を満足するようにすれば、半径約25μ以上の大き
さの有害な介在物粒は、殆ど浮上して耐火物製棚
の下面に吸着され、分離除去される。したがつて
タンデイツシユの構造上、許される範囲でｄ／ｌ
を小さく、またＶ_sも小さくすることが望まし
い。

以上、詳しく説明したように本発明のタンデイ
ツシユを用いて連続鋳造を行えば、堰５の作用に
より出鋼浴領域内の溶鋼の流れは、均一化され、
さらに耐火物製の棚が出鋼浴領域内に設けられて
いるので溶鋼中の微細な非金属介在物粒は、棚に
よつて分離除去されるので、良好な鋳片を得るこ
とができるものである。

実施例 高炭素鋼の溶鋼を30屯容量の取鍋から３ヒート
連続して断面115mm角の鋳片に２ストランド、鋳
込速度2.3ｍ／分で連続鋳造を行つた。鋳片は、
約500Kg毎に切断し、各鋳片の横断面を研磨し、
50μ径以上の巨大非金属介在物粒を目視観察し
た。その場合、鋳造各ヒート毎に初期５本、中間
３本、終期５本をサンプルとし３ヒートで39本の
鋳片を観察した。その結果は、第３図に示す通り
であつた。第３図においてＡは、第１図に示すよ
うな従来型のタンデイツシユを用いた場合であ
り、Ｂは、本発明のタンデイツシユを用いた場合
である。この実施例においてはタンデイツシユの
堰は、３層とし、耐火物製の棚は、９段もうけＶ
_s＝0.5cm／秒ｄ／ｌ＝0.15であつた。

この図表よりわかるように従来方法の場合は、
50μ以上の直径の介在物粒が多数存在し、しかも
その大きさは、300μ〜50μの間に分布してい
た。本発明のタンデイツシユを用いた場合は、50
μ以上の介在物粒は、非常に減少しており、しか
も発見された介在物粒は、全べて50μ〜60μの直
径以下のものであつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のタンデイツシユの断面図、第
２図は、本発明のタンデイツシユの断面図、第３
図は、実施例の結果を示す図表である。 １：タンデイツシユ外枠、２：耐火物内張り、
３：受鋼浴領域、４：出鋼浴領域、５：３層の耐
火物製平板孔堰、５１，５２，５３：第１層、第
２層、第３層の孔堰、６：取鍋ノズル、７：タン
デイツシユノズル、８：スラグ、９：鋳型、１
０：耐火物製棚。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 取鍋から溶鋼を受ける受鋼浴領域と溶鋼を鋳
   型に注入する出鋼浴領域を有する連続鋳造用タン
   デイツシユにおいて、上記、受鋼浴領域と出鋼浴
   領域の境界に多数の貫通孔を有する耐火物製の平
   板孔堰を少くとも３層以上該貫通孔が相互に貫通
   方向に一直線に並ばないように設け、出鋼浴領域
   の内部には堰に近接してタンデイツシユの底面に
   ほゞ平行に１段以上の耐火物製の棚をもうけたこ
   とを特徴とする連続鋳造用タンデイツシユ。 ２ 出鋼浴領域の内部に次の条件 棚と棚の間の間隙／棚の長さ０．１１／棚の間隙内
   の溶鋼の流速 を満足する耐火物製棚を１段以上もうけたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の連続鋳造
   用タンデイツシユ。