JPS6331817Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本考案は、鋳型内に溶融金属を連続鋳造するた
めの浸漬ノズルに関する。 （従来技術） 一般に、溶融金属を鋳型に連続鋳造する際に
は、第１図に示す如く、タンデイツシユ１の底部
に設けた上ノズル２と該上ノズル２に嵌挿したス
ライデイングノズル３の開閉操作によつて、溶融
金属を浸漬ノズル４内に供給し、該浸漬ノズル４
に設けた吐出孔５から鋳型６に鋳造する方法が行
なわれている。 この鋳造において、鋳型２に溶融金属を注湯す
る浸漬ノズル４の先端形状は、ノズル先端部が開
放になつている単吐出孔タイプと複数個の吐出孔
５を有するタイプとがあるが、いずれの場合にも
吐出孔５からの急激な吐出流によつて凝固シエル
１１の一部が溶融浸食されるのみならず、鋳型６
内溶融金属表面パウダーが巻き込まれ鋳片７内の
非金属介在物の一因となり、さらに第１図の矢印
に示す様に鋳片７内の狭面８の長手方向に生ずる
急速な下降流９により、大型介在物が鋳片７内深
く取り込まれ、特に、湾曲型連鋳機等では鋳片７
の湾曲部の上面１０側の凝固シエル１１と未凝固
部１２の間に介在物が捕捉されて浮上除去が困難
になるという欠点がある。 また、鋳型６の上面に浮遊しているパウダーの
巻き込み防止策としては、第１図の横向き吐出孔
５の吐出角度を下向きに大きくする方法も行なわ
れているが、パウダーの巻き込み減少には効果的
であるものの狭面８の下降流９を助長し、鋳片７
内での介在物浮上を一層困難にし、結果としての
介在物浮上には、有効な対策となつていない。 一方、パウダー巻き込みの軽減と下降流速の抑
制とを図る手段として、吐出孔５の径を大きく
し、吐出流速を遅くする事が考えられる。しか
し、本考案者らの実験によればノズル先が横向き
の吐出孔５を持つ浸漬ノズル４であつて、ノズル
直管部１３の流路断面積よりも吐出孔５の断面積
の合計が大きい場合でも、吐出流は、ノズル直管
部１３の流速から急激に変化し得ずにノズル直管
部１３の流速とほぼ同等の流速で吐出すること、
そしてこのノズル直管部１３と吐出孔５との断面
積差による吐出流低減効果が発揮できないのは、
この断面積差相当量の溶融金属が吐出孔５の上部
に滞留域を形成することにあることが知られた。
このように、単に、吐出孔５の断面積を大きくし
ても吐出流の低減は望めない。また、ノズル直管
部１３の内径を大きくするにも、鋳型６の寸法制
約から大きくすることができない等の問題があ
る。 これらのことから、従来より前述の問題点であ
る浸漬ノズルの吐出流による凝固シエルの再溶融
によるブレークアウト等の鋳造事故の防止と浮遊
パウダーの巻き込の防止及び下降流による介在物
の鋳片内部への捕捉等を防止する鋳造装置とし
て、例えば、実開昭50−50812号公報の如く、浸
漬ノズルの吐出孔と鋳型内面間に遮板を設けた浸
漬型ノズル（以下単に遮板付ノズルと称する）あ
るいは、実開昭51−62517号公報の如く、浸漬ノ
ズルの内径を上部と下部とで異ならせ、しかも下
部内径／上部内径を４ないし５倍の大きさとした
浸漬ノズル（以下単に異径下広ノズルと称する）
等が用いられている。しかし、これ等浸漬ノズル
は、以下に述べるように前記問題点のすべてを十
分に解決しているとは言い難い。 まず、遮板付ノズルでは、吐出流による狭面側
の凝固シエルの再溶解は、抑止されるが、下向流
はむしろ強化されて、鋳片深部への介在物の捕捉
が発生すると共に、上昇流の広がりを遮板によつ
て抑止することから鋳型上面の浮遊パウダーの溶
解が促進されず、また、遮板を両側に取付るため
に、耐火材等を含めたコストが高く、しかもノズ
ル外径が制約され、結果とし小径ノズルにしなけ
ればならない等の欠点がある。一方、異径下広ノ
ズルでは、浸漬ノズルの上部径を小さくして溶融
金属の供給量を減量するために、高速鋳造の場
合、あるいは大サイズ鋳片の鋳込の際に、注湯が
追従できない。また、下向流が主体であるため
に、鋳型上面に浮上したパウダーの溶解が不充分
となり鋳片と鋳型の接触面の潤滑が悪化して焼付
によるブレークアウト等が発生する等の欠点を有
している。 （考案の目的） 本考案は、前述した如き従来の浸漬ノズルがも
つ欠点を、より有利に解決した浸漬ノズルであ
り、凝固シエルの再溶解の防止、下降流による介
在物の捕捉の抑止、浮遊パウダーの溶解の促進
が、より十分に達成され、かつ耐火物を含めたコ
ストが安く、しかも高速多量鋳造に十分対応でき
る浸漬ノズルを提供するものである。 （考案の構成・作用） 而して、本考案の特徴とするところは、浸漬ノ
ズルの溶湯通過断面積を鋳型内溶湯表面積の３か
ら10％とし、且つ浸漬ノズル巾Ｌ／厚みｔが４か
ら20以内であつて、しかも浸漬ノズル先端部と側
面部に吐出孔を設けたことにある。 以下、本考案の一実施例を示す図面に基づいて
詳細に述べる。 第２図は、本考案による浸漬ノズルを用いた鋳
型内鋳造の断面図を示し、第３図は、第２図にお
けるＡ−A′断面矢視図の内、浸漬ノズル部のみ
を示す。 まず、図中において、タンデイツシユ１の底部
に設けた複数の上ノズル２に嵌挿すると共に、金
枠（図示せず）を介してタンデイツシユ１の底部
にスライデイングノズル３が設けてある。このス
ライデイングノズル３の複数の下ノズル３ａに
は、例えば矩形断面を有する浸漬ノズル１４が嵌
挿されており、該浸漬ノズル１４の先端部は、鋳
型６内の溶融金属１５中に浸漬されている。 この浸漬ノズル１４の先端部には、底板１６が
設けてあり、該底板１６には、少なくとも１箇の
溶融金属の吐出孔１７を設けてある。また、浸漬
ノズル１４の先端部と鋳型６の溶融金属表面１８
間であつて、しかも吐出流１９が浮遊パウダー２
０に適宜供給される部位に複数の吐出孔（以下サ
イドホールと称する）２１が穿設してある。 即ち本考案の浸漬ノズルは、前述した如き矩形
状、もしくは楕円状の浸漬ノズル１４であつて、
該浸漬ノズル１４の溶融金属１５の通過断面積を
大きくすると共に、鋳型６の狭面側への吐出流の
接触を緩やかにするために、該鋳型６の長手巾方
向に下降吐出流を分散し、且つ該下降吐出流を主
体に溶融金属１５を注湯する構成であると共に、
単に、鋳型６の長手方向に分散した下降吐出流に
よつて注湯しても、浮遊パウダー２０の溶解が促
進されないために、鋳型６と凝固シエル２２との
間の潤滑が不充分となり焼付、あるいは浮遊パウ
ダー２０の溶解不良に伴う介在物の吸着不良等を
招くことから、該浸漬ノズル１４の側面にも複数
のサイドホール２１を設けた構成の浸漬ノズルで
ある。 本考案の浸漬ノズルは、後記に詳説するように
その形状、断面積を規定すると共に、上記の通り
主体流となる偏平下降流を注湯できる吐出孔と側
方吐出流をなすサイドホール２１を設けてこれ等
の合体効果によつて前記目的を達成したものであ
る。即ち、タンデイツシユ１から注湯された溶融
金属１５は上ノズル２及びスライデイングノズル
３を通じて浸漬ノズル１４の中に入り、一部の溶
融金属１５はサイドホール２１より、鋳型６内の
溶融金属表面１８近傍へ供給され、大部分の溶融
金属１５は底部の吐出孔１７より鋳型６内へ下降
流として供給される。この時、サイドホール２１
より溶融金属表面１８近傍へ供給される注入流１
９が浮遊パウダー２０への熱供給を行い浮遊パウ
ダー２０の溶解を促進する。 また、本考案による浸漬ノズル１４の形状は、
鋳型６内の溶融金属表面１８に対する浸漬ノズル
１４の溶湯通過断面積が３％〜10％であり、か
つ、浸漬ノズル１４の内寸法が鋳型６の巾方向に
同じであるノズル巾Ｌ（第２図）と鋳型６の厚み
方向に同じであるノズル厚みｔ（第３図）とが
Ｌ／ｔ＝４から20以内となるような形状である。
この形状の浸漬ノズルによれば溶融金属１５の吐
出流速を従来の1/3から1/10に減少する事が出来、
かつ、下降吐出流が巾方向に偏平であるために溶
融金属浴との流通抵抗が大きく、従つて吐出後早
い時期に減衰してしまうため下降流による鋳片内
への介在物浸入深さが浅くなり介在物の少ない鋳
片が得られる。 溶湯表面積に対する浸漬ノズルの溶湯通過面積
が10％を越えると浸漬ノズル１４の肉厚を考慮し
た溶融金属表面１８の浮遊パウダー２０の溶解面
積が大巾に減少することになり鋳型６と鋳片間の
潤滑が不良になる等の問題が発生しやすくなる。
該通過面積が３％を下回ると従来の浸漬ノズル４
（第１図に示す）に近くなり緩漫な下降流を得る
事が困難となり、鋳片内への介在物浸入量の増加
を招く。 次に、浸漬ノズル１４の巾と厚み方向の長さの
比であるＬ／ｔが４より小さい場合は、従来の浸
漬ノズル４の吐出断面形状に近くなり、下降吐出
流と溶融金属浴との接触面積が小さく、下降流の
減衰が遅くなる結果介在物浸入量が増加するし、
また、20より大きい場合は、鋳型６の寸法から考
えて浸漬ノズル１４の厚みが薄くなりノズル閉塞
等の問題が起りやすくなる。 さらにまた、本考案においては、浸漬ノズル先
端部の底板１６が重要な役割を果している。一般
に第２図に示す浸漬ノズル１４の形状で底板１６
がない場合は、鋳型内溶融金属表面１８よりも下
部のノズル内静圧は、ノズル内に下降流速がある
一方、ノズル先端部での圧力損失が極めて小さ
く、ノズル外部に比較して低圧となつているた
め、サイドホール２１の流れは浸漬ノズル１４内
へ吸引される流れとなり、浮遊パウダー２０近傍
への熱供給は十分に行なわれない。 これに対して、底板１６を設けた浸漬ノズル１
４では、その先端部で圧力損失を生じ鋳型６内の
溶融金属表面１８より下の浸漬ノズル１４内圧力
がノズル外部に対し正圧になり、そこでサイドホ
ール２１からの吐出流に浮遊パウダー２０の方向
に向う流れを生じ、浮遊パウダーに熱供給するこ
とができる。 このように、本考案の浸漬ノズルは、鋳片内へ
の介在物の侵入を防止し、しかも凝固シエル２２
の再溶融を防止するために、浸漬ノズル１４の溶
湯通過断面積を大きくする（３％以上）と共に、
下降吐出流を偏平流とし溶融金属浴中ですみやか
に弱流にするために該浸漬ノズル１４の巾Ｌ／厚
みｔを４から20以内の形状にしてある。一方浮遊
パウダー２０による潤滑を確保の点から、該浮遊
パウダー２０の溶融面積を確保するために溶湯表
面に対する浸漬ノズル１４の溶湯通過断面積を10
％以内とし、また、浮遊パウダー２０近傍への熱
供給を促進するためにサイドホール２を設置し底
板１６を設置した。すなわち、上記すべての条件
を満足する本考案の浸漬ノズルにより介在物の減
少と浮遊パウダー２０の溶融性の両方を同時に満
足させることができる。 なお、鋳型６の巾ａに対する浸漬ノズル巾ｂの
比ａ／ｂが1/0.5から1/0.15以内とすることが簿
ましく、鋳型６の巾に対する浸漬ノズル１４の内
巾が１：0.15を下回る場合は、上述した浸漬ノズ
ル１４の巾と厚みとの比が４：１を下回つた場合
と同じ問題が生じやすくなる一方、１：0.5を上
回る場合、溶湯面での浮遊パウダー２０の溶融不
足が生じやすくなる。 また、前述の下ノズル４は複数個設けることが
望ましく、これは、注入流を浸漬ノズル１４の矩
形内面を十分に充填して均等に下降せしめること
にある。 次に、本考案を実施する上で２〜３の留意すべ
き点についてのべる。 まず、サイドホール２１の径は、介在物の析出
等により、閉塞が生じやすい、溶融金属１５につ
いては、大きくする事が望しく、また、湯面制御
等の自動化が行なわれておらず湯面変動が大きく
サイドホール２１の湯面からの露出が懸念されサ
イドホール２１を溶融金属表面１８近くに設ける
ことが困難な場合は、サイドホール２１の径を大
きくする事により溶融金属表面１８の熱供給を十
分に行う事が出来る様になる。 また、底板１６の浸漬ノズル１４の矩形内断面
積に占める割合は、サイドホール２１の径との関
わり合いによつて異なるが下降流を均一かつ緩漫
な流れとする上では、小さくする事が望しく、か
つ、底板１６は多くに分割した方が良い。 次に、前述の如きノズル構造及び留意点を考慮
した浸漬ノズルの一実施例として、浸漬ノズルの
溶湯通過断面積が鋳型内溶湯表面積に占める割合
を6.5％、浸漬ノズルの鋳型巾方向と厚み方向の
寸法比が12：１の場合における実機への適用効果
を従来ノズル及び本考案範囲外の形状の浸漬ノズ
ルと比較して表−１に示す。

【表】 ノズルの溶湯通過断面積
a ＝

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. タンデイツシユから鋳型内に溶融金属を注湯す
   る浸漬ノズルにおいて、該浸漬ノズルの溶湯通過
   断面積を鋳型内溶湯表面積の３〜10％とし、且つ
   浸漬ノズルの巾Ｌ／厚みｔが４から20以内であつ
   て、しかも該浸漬ノズル先端部と側面部に吐出孔
   を設けたことを特徴とする連続鋳造用浸漬ノズ
   ル。