JPS6353900B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、たとえば薄型鋼片を高速で連続鋳造
する場合の連続鋳造装置において、モールドに溶
鋼を注入する際に使用する溶融金属鋳造用ノズル
に関する。

〔従来の技術〕

連続鋳造においては、溶鋼をタンデイツシユか
らモールドに注湯する方法の如何が、鋼片の鋼質
に大きな影響を与えると考えられている。このた
め、ノズルの長さをモールドの湯面下まで延長さ
せた鋳造用ノズルが使用され、これにより落下時
点での溶鋼の空気酸化や空気巻き込みを防止して
鋳込む方法が通常であつた。また最近では、でき
る限り薄型の鋼片を鋳造工程することによつて、
以後の圧延工程における加工率を低減し、いかに
均質、均厚、且つ圧延された鋼板表面の疵をなく
すかが課題となつて来ている。

鋼質や鋼片厚みの不均一や鋼板表面の疵になる
原因は、鋳造用ノズルを経てモールドに溶鋼が鋳
込まれるときから、更に凝固しはじめた鋼片すな
わち凝固シエルを引抜く間に発生するであろうと
考えられる。その大きな原因は、溶鋼注入時の流
速にあると見ることができる。つまり、連続鋳造
においては常にある一定の速度で鋼片が引抜かれ
るのであるが、モールド中の注入流に攪拌作用が
あるため、溶鋼から非金属介在物が分離する機会
は少ない。そのため、比較的大きな非金属介在物
までも凝固途中のシエルにつかまり、これが圧延
されたきに表面疵となる。

しかも、モールド内の鋳造用ノズルの溶鋼注入
流は、摩擦抵抗に起因して中央部と側隅部とでそ
の流速が異なつている。すなわち、側隅部では、
溶鋼の滞留による凝固が促進されやすい。他方、
中央部は、溶鋼の流速が大きく、高温のままの溶
鋼が深くはいりこむ傾向にある。このため、中央
部での溶鋼の凝固が遅れがちとなり、凝固レベル
の差が大きくなり、また凝固シエルの厚みにむら
ができる。しかも、非金属介在物の拡散が均一で
ないため、鋼質が不均一になる場合がある。

このような欠点は、連続鋳造によつて均一、均
厚な、しかも疵のない鋼板を得る上で解決しなけ
ればならない問題である。

そこで、モールド内の中央部及び側隅部の双方
に対して溶鋼を同一の流速で注入し、攪拌作用を
均一にすることにより、均質な鋼片で鋼片中央部
のふくらみ、表面皮の破壊による溶出損、鋼板の
疵の発生等をおさえる必要がある。特に、鋳造さ
れる鋼片の断面が薄くなるにつれて、部分的な凝
固時期のずれに伴う鋼厚、鋼質の不均一化は顕著
かつ不可避となつてきた。

これに対処するものとして、上部が円筒形、底
部が長方形の断面形状をもつ連続鋳造浸漬ノズル
が、特開昭49−39524号公報、実公昭52−21303号
公報で開示されている。

第４図は、特開昭49−39524号公報に開示され
た浸漬ノズルを示す。この浸漬ノズル５０は、同
図ａの正断面図に示すように下に向かつて幅広の
内部空間をもち、厚みは同図ｂに示すように下に
向かつて小さくなつている。このような内部空間
をもつ浸漬ノズルによるとき、鋳型の長手方向に
対して平均化して溶鋼が注入され、溶鋼の攪拌運
動が極めて少なくなるとされている。その結果、
非金属介在物の分布が均一になり、且つ表面とな
る湯面近傍における非金属介在物の集積が少なく
なつて、疵の発生が防止されると、特開昭49−
39524号公報で効果を述べている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、このような内部空間をもつ浸漬ノズル
にあつても、モールド壁から受ける摩擦抵抗の影
響によつて、両側部Ｂ，Ｂ付近では溶鋼の滞留が
生じる。そのため、両側部Ｂ，Ｂ付近における溶
鋼の流速に比較して、中央部Ａでの溶鋼の流速は
大きなものとなる。そして、この中央部Ａから注
湯された溶鋼は、モールド内に深く入り込み、薄
く長い膜をもつた凝固シエルとなる。これをその
まま引抜いたのでは、中央部がまだよく凝固して
いないため、表皮の破れた部分からの溶鋼流出、
中央部のふくらみ、よじれ等が発生し、依然とし
て均一な厚みの鋼片が得られない。

本発明は、このような問題を解決すべく案出さ
れたものであり、モールド内に溶鋼が注入される
場合の中央部の溶鋼流に抵抗を与えると共に、不
活性ガス吹込みにより溶鋼を攪拌することによつ
て、中央部と側隅部との溶鋼流速の不均一性を緩
和し、滞留の防止、溶鋼の均一な攪拌による鋼質
の均質化を可能にすることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の溶融金属鋳造用ノズルは、そのの目的
を達成するために、溶鋼流通孔の先端部が扁平又
はそれに近い形状をもち、注入された溶鋼の落下
エネルギーを受け中央部における溶鋼流を減速さ
せる抵抗体と、溶鋼攪拌用の不活性ガスを吹き込
む多孔質体又は細孔を、前記溶鋼流通孔内部の滞
留発生個所に設けたことを特徴とする。

〔作用〕

本発明の鋳造用ノズルにおいては、その下端の
注入孔部が鋳造しようとする鋼片形状に合わせた
モールド型と同じ断面或いはそれに近い形状をも
つている。そして、この溶鋼流通孔内に抵抗体を
配設することにより、中央部における溶鋼の流速
を低減させ、鋳造用ノズルの側面に沿つて流れる
溶鋼の流速に近づけている。また、滞留が生じ易
い個所に不活性ガスを吹き込み、溶鋼の攪拌を促
している。そのため、溶鋼は、鋳造用ノズルの溶
鋼流通孔内全体にわたりほぼ同一な流下条件で流
れ、部分的な溶鋼の滞留又は凝固を生じることが
ない。また、この抵抗体は、溶鋼に対して攪拌効
果を与えるので、非金属介在物の析出防止が図ら
れ、均質で表面疵のない鋼板表面が得られる。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら、実施例により本発
明の特徴を具体的に説明する。

第１実施例 第１図は、本実施例の鋳造用ノズルを示す。

この鋳造用ノズル１においては、長方形の溶鋼
流通孔を構成する長辺側の側壁に、複数の抵抗体
３を配設し、且つ壁面から流通孔内に向けて不活
性ガス吹込み用の多孔質体５又は細孔を埋設して
いる。これら抵抗体３は、反り板形状に形成され
ている。そして、多孔質体５は、各抵抗体３の下
方と、上段にある抵抗体３のやや上方に複数配置
されている。各抵抗体３の下方に配置された多孔
質体５は、それから吹き込まれる不活性ガスによ
つて、抵抗体３の下面側に滞留しがちな溶鋼を攪
拌し、円滑な下降流として溶鋼をモールドに注入
する。

第２実施例 本実施例の鋳造用ノズル１は、第２図に示すよ
うに、第１実施例に比較して抵抗体３の形状及び
多孔質体５の配置を変えたものである。この鋳造
用ノズル１においては、長辺側壁面から突出させ
た抵抗体３及び短辺側壁面から突出させた抵抗体
３″により、流速の分散及び鋳造用ノズル１内の
各部における溶鋼の滞留をなくしている。また、
中央部に配置した抵抗体３の底面部には、不活性
ガス吹込み用の多孔質体５が設けられており、更
にその下位側に細孔部６が複数個設けられてい
る。また、突出抵抗体３″の内部にはスリツト７
が形成されており、このスリツト７に供給された
不活性ガスは、周囲の多孔質耐火物（図示せず）
を介して細孔部６に送られ、鋳造用ノズル１内部
に吹き込まれる。これら多孔質体５及び細孔部６
から吹き込まれる不活性ガスは、抵抗体３の下部
及び突出抵抗体３″の下方に滞留しがちな溶鋼を
攪拌し、鋳造用ノズル１内の溶鋼を中央部Ａ及び
側面部Ｂともにほぼ同様な流速でモールドに供給
する。

第１、第２実施例の鋳造用ノズルにおいては、
抵抗体３の表面に、速い流速に曝される部分と流
れの遅い或いは単調な部分が生じる。たとえば、
抵抗体３の下側には滞留が発生し、溶鋼の凝固が
起ることが多いし、単なる側面にあつては流れが
層流で単調になり、非金属介在物析出や溶鋼の凝
固が発生しやすい。また、抵抗体３の上面にも、
ときとして滞留が起こる場合がある。

そこで、特に流れがない部分及びその近傍にお
いて、溶鋼の凝固や非金属介在物の析出をおさえ
る手段を付加することが好ましい。この手段とし
て、第１、第２実施例では、抵抗体３の上面及び
下部並びに突出抵抗体３″の下部に、不活性ガス
吹込み用の多孔質体５、細孔部６を配置してい
る。

短辺側の突出抵抗体３″は、第２実施例のみに
示している。しかし、鉛直で長い内側壁をもつた
鋳造用ノズル１を使用して溶鋼の注入を行うと
き、注入された溶鋼がその内側壁に沿つて流れ、
溶鋼の攪拌が不十分となつて、局部的な温度降下
を招きやすい。そこで、長く上下に継続した単調
な下降流として溶鋼を注入することなく、溶鋼を
鋳造用ノズル１内で故意に攪拌し、鋳造用ノズル
１の中央部Ａ及び側面部Ｂを下降する溶鋼を相互
に混和させることが好ましい。そこで、第１実施
例においても、短辺側に突出抵抗体３″を必要に
応じて設けると良い。

第３実施例 第３図は、本発明をスライデイングノズル装置
に適用した実施例を示す。

鋳造用ノズル１は、三枚式スライデイングノズ
ル装置の下部固定プレート９に接触する面にシー
リング部８を備えている。そして、鋳造用ノズル
１内には、長辺側壁面の中央部２箇所に鉛直に抵
抗体３を設け、更に下位側の抵抗体３より上方の
短辺側壁面に１組の突出抵抗体３″を設けている。
これら抵抗体３及び突出抵抗体３″によつて、鋳
造用ノズル１内を流れる溶鋼が攪拌され、全体と
しての流速が調整される。

本例においては、スライデイングノズル装置の
下端と鋳造用ノズル１の接続部との間をガスシー
ルする図を示した。しかし、鋳造用ノズル１の内
部が気密性を保つていれば、ガスシールの必要は
ない。

溶鋼が自由落下すると、気相との接触が大きく
なり鋼質の維持が困難となる。そのため、スライ
デイングノズル装置においては、流量制限された
溶鋼が鋳造用ノズル１内に充満していることが望
ましい。そこで、本実施例においては、鋳造用ノ
ズル１内に気相が出来た場合を考慮して、スライ
デイングノズル装置と鋳造用ノズル１との間の接
触部分をガスシールすることにより、鋼質の変化
を防いでいる。また、鋳造用ノズル１の各所から
不活性ガスの吹込みを行うに際しては、気泡が側
壁に沿つて浮上し、上部から溶鋼の流れと共にモ
ールド２内にまで流下することが望ましい。その
ために、気泡の径が充分小さくなるように、抵抗
体３の下側に設けられる多孔質体（図示せず）の
性状や細孔部６の構造、寸法等を考慮する必要が
ある。ガスシールの場所については、内部からで
はなく接続部外側からでもよい。第３図の符番１
０は、ガスシール部に不活性ガスを吹き込むため
のガス供給管である。

抵抗体３及び突出抵抗体３″の形状は、鋳造用
ノズル１内における溶鋼の滞留をなくし、局部的
凝固をおこさせないような形状や配設位置も勘案
して、家型、三角形、逆三角形、横楕円、凹面
板、正方形等種々の形を組合せることができる。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明においては、鋳
造用ノズルの溶鋼流通孔内に抵抗体を配設したこ
とにより、鋳造用ノズル及びモールド内における
中央部と側隅部の流速が均一化され、部分的な溶
鋼の滞留や凝固がなくなる。また、溶鋼流通孔内
の多孔質体又は細孔から不活性ガスを吹き込むこ
とによつて、抵抗体下方に生じ易い溶鋼の滞留が
防止されるばかりか、溶鋼の攪拌が促進され、非
金属介在物の析出も抑えられる。そのため、非金
属介在物の析出によるノズルの閉塞が無くなると
共に、鋳造速度を大きくすることができ、生産性
の向上が図られる。また、抵抗体によつて溶鋼が
適度に攪拌されるので、溶鋼に含まれている非金
属介在物も均一にモールド内に拡散され、製造さ
れた鋼板表面に疵が発生することが防止される。
その結果、歩留りの向上を図ることもできる。こ
のように、本発明の鋳造用ノズルは、高い生産性
で連続鋳造を効率良く実施する上で、多大な効果
を発揮するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例における鋳造用ノ
ズルを示し、第２図及び第３図は他の実施例の鋳
造用ノズルを示す。他方、第４図ａ及びｂは、そ
れぞれ従来の鋳造用ノズルを示す正断面図及び側
断面図である。 １：鋳造用ノズル、２：モールド、３：抵抗
体、３″：突出抵抗体、５：多孔質体、６：細孔
部、７：スリツト、８：シーリング部、９：下部
固定プレート、１０：ガス供給管、５０：浸漬ノ
ズル、Ａ：中央部、Ｂ：側面部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 溶鋼流通孔の先端部が扁平又はそれに近い形
   状をもち、注入された溶鋼の落下エネルギーを受
   け中央部における溶鋼流を減速させる抵抗体と、
   溶鋼攪拌用の不活性ガスを吹き込む多孔質体又は
   細孔を、前記溶鋼流通孔内部の滞留発生個所に設
   けたことを特徴とする溶融金属鋳造用ノズル。