JPS6264460A - 金属の連続．真空処理および鋳造方法．およびその装置 - 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 本発明は製鋼技術に関し、特に溶融鋼を連続。

真空脱ガスおよび鋳造する方法および装置に関する。

従来の技術 本出願人による米国特許第３．５１　ｌＩ、　２８０号
は。

外部室を介して溶融金属の吐出速度を規制するように制
御された負圧下に維持きれた外部室に通じるサイホン管
を使用した回転炉内に保持烙れた溶融金属浴からの金属
の連続溶解、くみ上げおよび排出を開示しでいる。さら
に１本出願人による米国特許第３５１．６６９号は、溶
融鋼を鋳造するために畑らに高性能の真空くみ上げおよ
び後処理装置を備えだ連続式の高エネルギー効率のチャ
ージ予熱、製鋼、くみ上けおよび鋳造方法を開示し２て
いる。

発明が解決しようとする問題点 高温および溶合状態における特異な化学的および物理的
性質のために、鋼は上記または他の従来技術によってこ
れまでに完全に解決できなかった独特な組合せの加工処
理の問題をかかえている。

問題点を解決するための手段および作用効果的な鋼の脱
ガスは、大きな慕露表面積一体積比と共に、極めて高真
空レベル、すなわち実質的に完全な排気を必要とする。

従って１本発明の目的は、脱ガス操作において常に高真
９レベルの導入および維持を最も効率的に提供すること
である。

空気または酸素にさらすことは鋼の清浄度および組成の
制御に悪影響を与える。従って１本発明のもう１つの目
的は、炉からの排出中およびその後に金属を大気にきら
すことを排除または最小にすることである。

溶融鋼の高温および化学的に活性な性質は容器。

ダクト、弁等を含む耐火物の内部を侵食して、操作中に
徐々に寸法の変化をもたらす。従って１本発明の他の目
的はプロセス制御パラメーターにこれらの発生による顕
著な影響を排除することである。

小さな通路、弁および流量調節装置は局部的な金属の凝
固および金属内からの塊状化、非金属介在物の特徴的な
漸次形成、並びに機械的な問題によって結着ることがあ
る。従って９本発明の別の目的は、溶融炉の浴を出た後
の溶融金属の一連の移動通路におけるそのような流れ拘
束物の数を最大限に減少させることである。

さらに、始動操作に対して前述の方法は、金属のくみ上
げ装置の初期始動真空および充てんをさせるのに必要な
鋳造中ゲートまたは絞り弁に加えて、それら絞り弁の前
に２次的な閉止およびシールを利用している。従って１
本発明の別の目的はこの２次的な閉止およびシールの必
要性をなくすることである。

本発明の主構成要素は鋳造用プール・タンディツシュを
外気から閉鎖および密封することである。。

これは、溶融会務コラム（柱）を収容するのに十分な脱
ガス室の高さと共に、最高の炉レベル上に一気圧の金属
の静落差をもって、効果的、簡潔そしてトラブルのない
装置全実現するだめに、炉と容器間の通路または容器と
タンディツシュ間の通路の流れ抑制物を排除する。始動
時に、鋳物出口におけるゲート弁が装置をシールして初
期真空化と金属の充てんをさせ、次（でその鋳物出口が
操作中における唯一の制御点として作用する。他の流れ
拘束物がないことは、最終の操作結果には実質的に無関
係に、装置の他の部分における侵食才たは熱作用による
寸法資化をもたらす。

本発明の方法は溶融しだ鋼および他の金よの連、続真空
処理および鋳造全合体させた方法であって。

溶融金属のコラムは連続的に補給される溶膳金嬉浴に隣
接して配置された連続後処理容器においてその最上表面
を真空下に維持され、その溶融金属コラムは浴表面上の
通常の大気圧と真空圧との間の差に対応して浴上に大気
圧を有し、浴の表面下に挿入されて金属をくみ上げる入
口端と該コラム内に向けられる出口金石する管を介して
浴から合端を供給される。そして該コラムの下部に横伸
張部を有して溶融浴の表面レベル以下のレベルにおいて
金属を鋳込むだめに少なくとも１つのノズル出口を備え
たタンディツシュ呈内に画定された鋳込み用プールを形
成する；そして本発明の方法はこれらの特徴と組み合っ
て、外気と隔離された鋳込みプールの密封工程全導入し
て、溶融金属が前記浴内から前記管、コラムおよび鋳込
みプールを通る間、少なくとも溶融金属がノズル出口を
通る１で、溶劇金にが大気と接触するのを実質的に防止
する。

これらの条件下で、タンディツシュの上部が閉鎖、密封
されるため、内部金属の最上レベルはノズル入口におけ
る圧力に影響を与えない。所定の溶薔金庚に対して、金
属流から著しい摩擦圧力損失をもたらす程十分細いくみ
上げ管または後処理容器に流れ拘束物がない場合、金属
の全流量はノズルの寸法および特性、および溶融金属の
表面とノズルの入口間の金属レベルにおける差に対応し
た金属の静落差だけに工って実質的に支配される。

溶融浴表面は標単大気圧において制御される唯一の表面
であるので、脱ガス・コラムの高さまたは真空の度合も
ノズルにおける圧力に面接影響を与えない。

溶融金属コラム上に維持される完全な真空は効果的な金
属の脱ガス全促進し、該コラムに金属浴表面上に約ｘ５
７ｃｙ（’１％ｆｅｅｔ　）の高さの差を維持させる。

タンディツシュ・ノズル出口開口の完全閉鎖と共に１本
発明の方法は、前操作の非光てん状態の時にタンディツ
シュおよび真空室を実質的に密封することによってノズ
ル開口を閉鎖し；タンディツシュおよび真空室を排気す
ることにより前記浴から管を経て脱ガス室に溶融金属を
流動させて。

脱ガス室とタンディツシュに溶融金属゛を前記コラＬの
気圧の高さ捷で徐々に満たし；しかる後にノズル出口か
ら閉釦物を除去して金属の排出を開示させ、それによっ
て連続真空脱ガスお裏び鋳込みの条件ｋｅ立することに
よって初期真空全提供しかつ金属流全開始させる新規で
便利な手段を提供する。

また１本発明により、金属は連続搗造機の立形連続鋳造
用鋳型に面接導入される。金属の移動通路は密封され、
密封さｎた金℃の通′＃！を、炉から鋳型まで、或いは
水平装置や被＆された鋳型の立形装置における炉から凝
固鋳物さえもずっと大気から隔離して延在させる。鋳造
機械から凝固した鋳物の回収速度が、大部分の水平式鋳
造機械の、Ｊ：うな完全閉鎖型置における溶融金属流量
の誰−の外部制御である。ぞしてこの制御は連続鋳造技
術において現在流行しているように、自動式タンディツ
シュ−鋳型レベル制御器を備えた立形（又はカーブド鋳
型）キャスタも含む。

また１本発明は本発明の方法を実施する装置を提供する
。該装置ば密閉された真空脱ガス・コラム室部を含む連
続後処理容器と、金属くみ上げ管と、溶融金属用の少な
くとも１つのノズル出口を備え密閉、シールドカバーを
備えた横方向に延在するタンディツシュ鋳込み部からな
る７、一実施態様におけるノズル出口は立形（またはカ
ーブド）連続鋳造機械の鋳型内に向けられ、そのノズル
開口は一定の鋳型金属レベルを維持する閉ループ制御に
よって自動制御される。別の実施態様において、吐出口
がタンディツシュから水平の連続鋳造鋳型内に向けられ
、それによって溶融金属は炉から固設１でずつと大蕪に
さらされることがなく。

炉からくみ上げおよび脱ガス装＠を通る金属の流量は凝
固金属鋳物の回収速度に調節することだけで確立される
。

取鍋冶金、真空脱ガスおよび連続鋳造の技術における従
来の後処理装置は、なんらかの形のタンディツシュ・レ
ベルの外部制御と開閉または絞りモードにおける取鍋の
流量制御を含み、後処理容器は外部制御装置によって充
てんおよびかもにされ、そして維持される。これに対し
１本発明はこれら余分の外部制御の必要性を排除し１本
発明の方法および装置は凝固鋳物の回収速度に対応した
溶融炉浴から鋳造までの平衡した流量を維持する。

従って、鋳物の回収速度と浴における溶融金属の供給速
度とを平衡さす必要があるのみでるる。

本発明の方法および装置の他の種々の目的、特徴および
利点は添付図面と共に以下の詳細な説明から明白となる
であろう。

実施例 一実施例として第１図に示すように、溶融金属の浴１は
、耐火材料４でライニングされ金属全溶融状態に保つた
めバーナ５によって加熱される回転炉この吐出口の環状
ダム絞り部分の後方（（維持されている。図示の実施例
において、ガス・キャリヤ・シール７全備えた固定障壁
６が外気と炉内部間の熱とガスの交換を抑制する作用を
する。溶融金属浴１の上に浮遊するスラグ８は環状吐出
口をあふれ出ることによって排出される。

金嵐のくみ上げおよび脱ガス装置は、真空連結管１１を
介してエゼクタまたは真空ポンプによって排気される上
部を有する真空脱ガス・コラム室部１０を合体した連続
後処理容器９からなる。金属くみ上げ管１２はその入口
端を溶融浴中に挿入し、その出口全脱ガス・コラム室部
１０内に接続する。そしてスライド閉止弁１う全備える
ことができる。金属くみ上げ管１２の内部ダクＨゴ、操
作流量の範囲内での著しい摩擦による圧力低下全回避す
るの゛に十分な横断面を有することが望ましい。それに
よって１例えば溶剤Ｉ全５葉による侵食でこの横断面に
おける変化は操作に大きな影響を与えない。鋳込みタン
ディツシュ室部１）↓はコラム室部１０の下部から横方
向に突出し、ノズ・し全通る金属またはガスの流れ全遮
断するために開閉するスライド・ゲート弁１６全備えた
少なくとも１つの鋳込みノズル出口１５全含む。真空脱
ガス・コラム室部１０は、アクセスお１℃び面１人物の
修理を容易にするために、脱ガス・コラム室部の周囲に
延在する１例えば密封７ランジ１ｇによってシールされ
る取外し自在のカバー１７を有することが最も便利であ
る。脱ガス・コラム室部１０への合金および反応物質の
供給はシールド導管２１およびシールド回転ゲート弁２
２を介して行われる。

或いは添加物質の移動中に真空シールを保つために２室
真空ロツクが使用される。コラーム室部の金属の攪拌お
よび脱ガス金助けるために、弁２扛と管２５を介して攪
拌用ガスを供給する多孔質の耐火物プラグ２５を設ける
ことができる。水冷の噴射ランス全役けて、弁２７と管
２８を介して酸素。

キャリヤーガスおよび添加物全供給することができる。

これらの手段自体は取鍋冶金の技術にお１ハで周知のも
のである。

鋳込みタンディツシュ室部１ｕは上カバー３２を有して
始動および操作中に大気に対してシールされる。上カバ
ー５２は耐火物の修理および交換を容易にするために取
外し自在であることが望ましい、そして上カバー３２の
周囲３６は操作前の配置中に耐火モルタルおよび（オた
は）密封用コンパウンドでシールされる。そのような密
封材料は種々のものが適するけれども、真空脱ガス・コ
ラム室部のカバー１７の場合のように１例えば密封フラ
ンジヘプレヌされた水冷リングおよびシールによって補
助シールも設けることができる。真空脱ガス・コラム室
部１０とタンディツシュ室部１４間の溶融金属の自由な
混合を抑制するためンこ、アセンブリに耐火壁バリーヤ
ー３５金設けることができる。必要な金属の移動通路３
３５５は、不十分に反応して脱カスしない金属が脱ガス
・コラｉ−室部１０から注入タンディツシュ室部１球へ
と短絡するのを実質的に防止するために。脱カス・コラ
ム室部】０と鋳込みタンディツシュ部との結合部分に対
して極めて小さな横断面をもつことができる（これは、
もちろん著しい摩擦による流動圧力低下をもたらす程小
さくはない）、。

容器の充満流が確立し２ているとき上部の移動開口３】
４を閉鎖することによって。タンディツシュの」〜：部
シール全開口することができ、続いてメンディツシュは
普通の方法で作動し、大気圧がタンディツシュの金、属
表面を浴表面とはＶ同一レベルに維持することは明らか
である。しかしながら。

この手’ｌｌｉ！は上部通路３１１に閉止ゲートの機械
的要件を導入し、タンディツシュ・プールの表面を大気
にさらす。考えられる利点は、タンディツシュ・ルーフ
の開口を介してタンディツシュ・プールに脱酸剤のよう
な応私物質の添加が容易なことである。

第１図の実施態様において、タンディツシュからの鋳込
みノズル出口１５は立形（またはカーブド）連続鋳造機
械の立形水冷鋳型２つ内に面接吐出する。そこから部分
的に凝固した鋳物３０は典型的に調節自在で制御された
回収速度を有し、金属の凝固過程を完了するようになっ
ている水冷噴霧室の下方に配置される回収装置によって
回収される。タンデイツシから鋳型への流れはセラミッ
ク・シュラウド３１によって大気から隔離される。

第２図Ｈ，タンディツシュ・カバー・シール全作りかつ
破るため別のスライド・ゲート弁３８を備えたタンディ
ツシュ・カバー開口３７を含む別の実施例金示す。ニラ
ムからタンディツシュへの上部金属通路３１１が排除さ
れて、溶融金属浴１の表面より低いレベルにある通路３
５だけを残し。

それによって操作は始動前に単に閉止弁１３を閉鎖する
ことによって開始し、続いて容器全充満させるために閉
止弁１３を再び開ける前に連続後処理容器９をはソ完全
に排気することができる。溶融金１ｉ１１’を充満させ
た後、タンディツシュ・カバーの開口２７を開口して、
金属表面以上の大気または人工気圧で作動することがで
きる。くみ上げ管１２まだは通路３５を通る溶融金属流
からの著しい摩擦圧力の損失がない場合に、鋳込みタン
ディツシュ室部ＩＩ！における金属の上面は溶融金属浴
１の表面レベルと一致することになる。

また、第２因はタンディツシュ・プール・シュラウド装
置を示し、該装置によってアルゴンのような低圧不活性
ガスまたは還元ガスが入口ｌＪＯに導スさｎで管３つと
タンディツシュ鋳込みプール上の空間４１を満たす、そ
して該装置は制限された出口ｕ２を利用してわずかな正
圧を保って周囲の空気全排除する。タンディツシュ１ｕ
に反応剤を導入する方法の一例として回転弁扛５を示す
っ技術的に周知である連続的（で供給される線は材料を
添加する別の導入方法である。

また、第２因は水平式連続キャスタ内への連結を模式的
に示す。タンディッシ・ノズル出口１５は水冷鋳型ｕ５
への入口を形成するブレーク・リング１１１４に直接通
じる。そしてタンディツシュと鋳型との１結合部におけ
る金属の通路は大気との接柚から完全に隔離さｎる。図
示の実施例は、ダミー・バー・ヘッドと鋳型内壁との間
のすきまを最初に密封ブることによって後処理容器の最
初の排支および充てんに必要なシールをする。水平式キ
ャスタもタンディツシュ・ノズル出口とブレーク・リン
ク（図示せず）間にスライド・ゲート弁金偏える。この
スライド・ゲート弁は一次の閉鎖とシールをし、ダミー
・バーは二次的閉鎖とシールをする。

操作の一般的な説明として、第３図に示す連続後処理容
器アセンブリは所定の位置に移動させて。

くみ上げ管１２を炉２内に挿入し、くみ上げ管のスライ
ド閉止弁１３とノズルのスライド・ゲート弁１６を閉じ
、そして真空管路１１を介して真空に引く。くみ上げ管
１２の入口全溶融金属浴１の中に入れて、スライド閉止
弁１３を開けると、真空圧によって浴１の上気圧の高さ
く大便圧）まで。

溶融金属がくみ上げら扛てタンディツシュ室部１ヰ、続
いてコラム室部ｉｌｌを順次溝たしていく。スライド・
ゲート弁１６を開けて、鋳込みノズル出口Ｊ５に介して
溶融金年金タンディツシュから鋳型に流がす。この操作
によって、炉浴１円からずっとノズル出口１５まで（従
って連続鋳造鋳型内１で）延在する後処理容器９内にお
ける溶融金属の連続密封流路が形成される。

溶融金属のメニスカス・レベル３５と絞９弁間のセンサ
ー制御回路でスライド・ゲート弁１６に絞り作用を組み
入れることによって、ノズル１５を通る流れは凝固鋳物
の回収速度と自動的に平衡することは明らかである。立
型お工びカーブド鋳型連続鋳造の技術は周知であるので
、これらの詳細は説明しない。第２図に示すような水平
鋳造においては、ノズルから鋳型までの金属の通路は事
実上閉鎖され、金属で一杯であり、かつ密封されている
。そして鋳型における金属の可変レベルに対する自由が
本質的になくて、凝固金属の回収運動とタンディツシュ
・ノズルおよびブレーク・リングを経て鋳型に入る流れ
との間に直接作用する機械的因果関係を与える。

以上、鋼および他の金属を連続、真空脱ガスおよび鋳造
する方法および装置の望ましい実施例を説明したが、特
許請求の範囲において限定した発明の範囲を逸脱するこ
となく棟々の変化韮ひに改良がありうることは当業者に
は明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は立形式連続鋳造を特徴とする本発明の方法およ
び装量の実施態様を示す断面図である。 第２因は水平式連続鋳造を特徴とする本発明の別の実施
態様を示す断面図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）連続的に補給される溶融金属浴に隣接して配置さ
   れる連続後処理容器内の溶融金属コラムの最上面を真空
   下に保ち、前記溶融金属コラムは前記溶融金属浴の表面
   下に挿入して金属をくみ上げる入口端部と該金属を前記
   溶融金属コラム内に向ける出口とを備えたくみ上げ管を
   介して前記溶融金属浴から供給され、該溶融金属コラム
   の下部の横延在部は前記溶融金属浴の表面レベル以下の
   レベルで金属を鋳込むため少なくとも１つのノズル出口
   を備えたタンディッシュ室部内に画定される鋳込みプー
   ルを形成するところの溶融鋼および他の金属の連続真空
   処理および鋳造方法において、 金属が前記溶融金属浴内から前記くみ上げ 管を経て前記溶融金属コラムおよび鋳込みプールを通る
   間、少なくとも溶融金属が前記ノズル出口を通過するま
   で、前記鋳込みプールを外気から隔離、密封して、溶融
   金属が大気と接触することを実質的に防止することを特
   徴とする金属の連続、真空処理および鋳造方法。
2. （２）連続的に補給される溶融金属浴に隣接して配置さ
   れ、該溶融金属浴のレベルより上に延在する溶融金属の
   柱状囲い上に維持される被排気上部空間を有する真空脱
   ガス・コラム部を含む連続後処理容器からなり、前記溶
   融金属浴の表面下の挿入される入口と前記脱ガスコラム
   部に接続される出口を備えた金属くみ上げ管を含み、前
   記脱ガス・コラム部の下部が前記溶融金属浴の表面レベ
   ル以下に配置される少なくとも１つの鋳込みノズル出口
   を備えた横方向に延在する鋳込みタンディッシュ部と直
   接接続する構成の前記溶融金属浴からの溶融鋼および他
   の金属の連続、真空脱ガスおよび鋳造装置において、 前記後処理容器の排気中および金属が前記 鋳込みタンディッシュ部を通つて前記鋳込みノズル出口
   に達するまで、外気を排除し、前記タンディッシュ部の
   内部と外気との接続を防止する構成の該タンディッシュ
   部上の閉鎖および密封カバーと；閉鎖されているときに
   前記タンディッシュ室部の排気を促進し、開口している
   ときに溶融金属の流通を促進する構成の前記鋳込ノズル
   出口用シールド開閉装置からなることを特徴とする金属
   の連続、真空脱ガスおよび鋳造装置。