JPS6340652A - タンデイツシユ内における溶湯流のシミユレ−シヨン方法 - 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］ この発明は、タンディツシュモデルに水を通流させるこ
とにより、タンプイソ：／ユ内の溶湯流動をシミュレー
トするタンディツシュ内における溶湯流のシミュレーシ
ョン方法に関し、特に、最適なタンディツシュ堰構造を
把握することができるタンディツシュ内における溶湯流
のシミュレーション方法に関する。

［従来の技術］ 連続鋳造において、タンディツシュ内での溶鋼流の挙動
は、鋳型に注入される溶鋼への介在物の巻込み現象を支
配し、鋳片の品質に多大な影響を与える。ところが、実
際のタンディツシュ内は高温であるため、その中での溶
鋼流を把握することは困難である。このため、従来、タ
ンディツシュをシミュレートした容器を作製し、この容
器に水を通流して容器内における水流挙動を調査するこ
とにより、タンディツシュ内の溶湯の流動状態をシミュ
レートして、介在物の流出が少ないタンディツシュの堰
構造を決定することが試みられている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、従来は、タンディツシュ容器における水
流挙動の調査に止まり、この容器において、介在物の流
出量を少なくすることができる堰構造を把握するための
データを得ることが困難であるという問題点がある。

この発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであって、
介在物が少なく清浄な溶湯を鋳型に注入するためのタン
ディツシュの堰（ｈ造を把握することができるタンディ
ツシュ内における溶湯流のシミュレーション方法を提供
することを目的とする。

［問題点を解決するだめの手段］ この発明に係るタンディツシュ内における溶湯流のシミ
ュレーション方法は、タンディツシュをシミュレートし
た容器内に水を通流させてタンディツシュ内の溶湯流動
をシミュレートするタンディツシュ内における溶湯流の
シミュレーション方法であって、前記タンディツシュ容
器内の水流挙動をモニタするモニタ工程と、タンディツ
シュ容器内の水にトレーサを添加しこのトレーサの浮上
性を把握する浮上性把握工程と、タンディツシュ容器内
における水の滞留時間を７Ｉｐｔ定する滞留時間測定工
程とを有することを特徴とする。

［作用］ この発明においては、タンディツシュをシミュレートし
た容器内に水を通流してその中における水流挙動を把握
し、通流する水の中に溶湯中の介在物をシミュレートし
たトレーサを添加してこのトレーサの浮上性をａｌｌ定
し、更に、タンディツシュ容器内における水の滞留時間
を測定する。そうすると、溶湯流の流動状態、溶湯中の
介在物の浮上性、及び、タンディツシュ内における溶湯
の再酸化の傾向をシミュレートすることができる。この
ため、介在物が少なく清浄な溶湯を鋳型に注入するため
のタンディツシュの堰構造を把握することができる。

［実施例］ 以下、添付図面を参照して、この発明の実施例について
具体的に説明する。

第１図はこの実施例に係る方法を実施するための装置を
示す断面図、第２図はその平面図である。

タンディツシュ容器１は、実機のタンディツシュ形状を
シミュレート（縮尺が例えば１／３）ｔ、た形状を有す
る。このタンディツシュ容器１は、長尺な本体２とこの
本体の一方の長側面の中央に突設された注入部３とから
構成されており、透明な樹脂でつくられている。この注
入部３には、図示しない水供給手段からパイプ１０を介
して水が注入されるようになっており、その水量は、注
入量制御装置４により制御されるようになっている。

注入部３と本体２との間にはメイン堰５が配設されてお
り、注入された水はこのメイン堰５を介して本体２に流
入するようになっている。また、注入部３の上方にはト
レーサを貯留したホッパ９が配設されており、このホッ
パ９から所定量のトレーサを連続的に水中に添加するこ
とができるようになっている。本体２には注入部３が突
設された部分を挟んで両側にサブ塩６が配設されており
、本体２の底部の両側端部には夫々流出ロアが設けられ
ていて、本体２に流入した水がサブ塩６を介して流出ロ
アから流出するようになっている。そして、この流出ロ
アの直上にはストッパ８が上下動可能に配設されており
、このストッパ８により流出ロアからの水の流出量が制
御されるようになっている。

このように構成される装置によりこの実施例を実施する
ためには、先ず、注入量制御装置４及びストッパ８を調
節して、水の注入量及び流出量を所定量にする。そして
、水中にアルミパウダを添加し、このパウダの流動状態
をタンディツシュ容器１の上方及び側方からビデオ撮影
し、タンディツシュ容器１内における水流挙動をモニタ
する。

このようにすることにより、実機のタンディツシュにお
ける溶鋼の流動状態をシミュレートすることができる。

この場合に、溶鋼流に上向き流が多い程介在物の浮上分
離性が良好であると准ｉ４ｊ＋することができる。また
、渦流及び界面流の状態により、溶鋼における介在物の
巻込み易さ及び再酸化性等を推測することもでき、この
渦流等が少ない程が良好であると判断することができる
。

次に、ホッパ９から注入部３内の水にトレーサを連続的
に添加する。そして、流出ロアからのトレーザの流出量
をａｌｌ定し、単位時間当りのトレーサの流出量を求め
る。この場合に、トレーサを実機のタンディツシュにお
ける溶鋼中の介在物とみなし、このトレーサの単位時間
における流出量を足口的に把握することにより、タンデ
イ・ソンユ内における溶鋼中の介在物の浮上分離性を高
確率で推測することができる。即ち、トレーサの単位時
間の流出量が少ない程、介在物の浮上分離性が良好であ
ると推ｆｌｌｌすることができる。

次に、タンディツシュモデル１内の水に所定量の塩酸を
添加し、ＰＨメータにより流出ロアから流出する水のＰ
Ｈを測定する。そして、このＰＨの経時変化を求める。

そして、第３図に示すように、流出水のＰＨが最初に６
になる点Ｔ１を最短滞留時間とし、塩酸が流出完了する
前に再びＰＨが６になる点Ｔ２を最長滞留時間とする。

この場合に、Ｔ１が短か過ぎると、介在物を浮上分離さ
せる時間が短いと推測することができ、介在物の分離性
が悪いと考えられる。また、Ｔ１とＴ２との間の時間が
長い程、タンディツシュ内における渦流や界面流等が多
く、再酸化の傾向が大きいと推測することができる。

このように、この実施例によれば、アルミパウダを水中
に添加してタンディツシュモデル１内の水流挙動を把握
することによりタンディツシュ内における溶鋼流の傾向
を推測することができ、トレーサの流出量を測定するこ
とにより溶鋼流の浮上分離性を定ユ的に把握することが
でき、水中の塩酸添加によるＰＨの変化を測定して水の
滞留時間を把握することにより、タンディツシュ内にお
ける溶鋼の再酸化の可能性、及び、渦流や界面流の傾向
等を推測することができる。このため、これらのデータ
に基いて、介在物が少なく清浄な溶鋼を鋳型に注入する
ことができるタンディツシュの堰（Ｉ■造を決定するこ
とができる。また、従来の堰）を造よりも優れた堰構造
を得るための指針を明確にすることができる。

次に、この実施例により実際に堰構造を決定する具体例
について説明する。第４図（Ａ）乃至（Ｃ）はこの具体
例に使用したメイン堰の構造を示す模式図であり、第５
図（ａ）乃至（ｄ）はこの具体例に使用したサブ塩の構
造を示す模式図である。第４図中（Ａ）はその面に水平
方向に２列、小径の孔が形成されたものであり、孔の数
は上列が６個、下列が５個である。（Ｂ）はその面の中
央部に水平方向に並ぶ３個の大径の孔が形成され、下部
に半円状の孔が形成されたものである。（Ｃ）はその面
の中央部に極めて大きい矩形の孔が１個形成され、その
下部にも矩形の孔が形成されたものである。第５図中（
ａ）は前述した第４図（ａ）と同じ構造のものである。

（ｂ）は（ａ）と同様な孔に加え、下部に半円状の孔が
形成されたものである。（ｃ）はその高さを低くし、下
部に半円状の孔が形成されたものである。（ｄ）はその
面の全面に亘って小径の孔が形成され、下部に半円状の
孔が形成されたものである。なお、第５図（ａ）乃至（
ｃ）の堰においては、堰本体の下流側に高さが低いバリ
ア堰を配し、水流が上向き流を形成するようになってい
る。

これらの堰を使用して、先ず、水流挙動を調査した。こ
の試験においては、メイン堰を（Ａ）に固定して、サブ
塩を変化させた。その結果、上向き流の発生は（ｄ）を
使用した場合が最も良好であり、介在物の浮上分離性が
最も良いと推測されるが、渦流及び界面流が比較的多く
、溶鋼の再酸化等が発生しやすいと考えられる。これに
対しくａ）の場合には、上向き流の発生は（ｄ）よりも
少ないが、渦流が発生せず、他のものと比較して全体的
に流れが静かであり、溶鋼の再酸化の可能性はこの中で
は最も少ないものと考えられる。

（ｂ）及び（ｃ）については良好な結果は得られなかっ
た。従って、水流挙動調査においてはサブ塩として（ａ
）、（ｄ）が良好であることを見出した。

次に、トレーサの流出口を調査した。その結果を第１表
に示す。

第１表 表中、効果指数として示しであるのは、単位時間当りの
トレーサの流出量を、メイン堰においては（Ａ）を１と
し、サブ塩においては（ｂ）を１として指数表示で示し
たものである。これによると、メイン堰の場合には（Ｂ
）が最も良好であり、サブ塩の場合には（ｄ）が最も良
好であることがわかる。この試験の範囲内においては、
（Ａ）と（ｄ）との組合わせが最も良好であり、（Ａ）
と（ａ）との組合わせが次に良好な結果となった。

次に、タンディツシュモデル内における水の滞留時間を
調査した。この試験においては、メイン堰として（Ａ）
、　　（Ｂ）、（Ｃ）を使用し、サブ塩として（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）を使用した。また、全く堰を使用しない
場合についても試験した。

その結果を第６図に示す。この図から明らかなように、
この試験の範囲内においては、（Ａ）と（ａ）との組合
わせにお−いて、Ｔ１が最も長く、Ｔ１からＴ２までの
時間が比較的短く、他と比較して最も良好であることが
わかる。

次に、試験で使用した堰を実際のタンディツシュに応用
した結果を示す。メイン堰としては（Ａ）を使用し、サ
ブ塩として（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）を使用した。更に
、サブ塩を使用しないものについても試験した。第７図
はその試験結果を示すグラフ図である。図中上段はタン
ディツシュ内における溶湯と鋳型に注入された溶湯との
間の固溶アルミニュウムの変化量（Δ５ｏｌＡ、Ｊ）を
示し、中段は全酸素量の変化量（ΔＴ）を示し、下段は
酸化アルミニュウム（ΔＡ、ｉ？２０：＋）の変化量を
示す。いずれについても、サブ塩として（ａ）を使用し
たものを基準として０で示し、他の堰についてはこの基
準に対するプラス、マイナスで示した。その結果、Δ５
ｏｌＡＪについては、他のいずれも（ａ）より低い値と
なっており、酸化量が多いことがわかる。また、ΔＴに
ついては、他のいずれも（ａ）より高い値となっている
。また、ΔＡノ２０３についても、他のいずれも（ａ）
より高い値となっており、介在物の混入が多いことがわ
かる。このように、この試験の範囲においては、サブ塩
として（ａ）を使用した場合に、最も溶鋼の再酸化が少
なく、介在物の混入−が少ないことがわかる。この結果
は、タンディツシュモデルにおいて溶鋼流をシミュレー
トした場合に得られた結果と一致する。

［発明の効果］ この発明によれば、タンディツシュをシミュレートシた
容器における水流挙動、水中に添加するトレーサの浮上
性及びタンディツシュモデル内の水の滞留時間を把握す
ることができる。このため、タンディツシュ内における
溶湯の流動性、介在物の浮上性及びタンディツシュ内で
の溶湯の再酸化の傾向を把握することができる。従って
、介在物が少なく清浄な溶湯を鋳型に注入するためのタ
ンディツシュの堰構造を設計することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を実施するための装置を示す
断面図、第２図はその平面図、第３図は滞留時間を説明
するためのグラフ図、第４図及び第５図は堰の構造を示
す模式図、第６図は滞留時間を示すグラフ図、第７図は
この実施例の効果を示すグラフ図である。 １；タンディツシュ容器、４；流量制御装置、５．６；
堰、７；流出口、８；ストッパ、９；ホ出願人代理人　
弁理士　鈴江武彦 第３図 （Ａ）　　　　　（Ｂ）　　　　　（Ｃ）第４図 （ａ）　　　　（ｂ）　　　　（ｃ）　　　　（ｄ）第
６図 ケフｊｉ！−樟類 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. タンディッシュをシミュレートした容器内に水を通流さ
   せてタンディッシュ内の溶湯流動をシミュレートするタ
   ンディッシュ内における溶湯流のシミュレーション方法
   において、前記タンディッシュ容器内の水流挙動をモニ
   タするモニタ工程と、タンディッシュ容器内の水にトレ
   ーサを添加しこのトレーサの浮上性を把握する浮上性把
   握工程と、タンディッシュ容器内における水の滞留時間
   を測定する滞留時間測定工程とを有することを特徴とす
   るタンディッシュ内における溶湯流のシミュレーション
   方法。