JPWO2011055484A1 - Method for continuous casting of molten metal - Google Patents
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Abstract
側壁に1つ以上の側孔が設けられた中空の円筒状、円錐状または円錐台状の耐火物製構造体を、該耐火物製構造体の軸を鉛直にしてタンディッシュ内の浸漬ノズル上方に配置し、前記タンディッシュから浸漬ノズル内に溶融金属を供給する、溶融金属の連続鋳造方法であって、前記耐火物製構造体の水平方向の円形断面の中心から放射状に伸びる仮想線と前記側孔の中心軸がなす角度が角度θ1であり、前記タンディッシュ内の溶融金属を前記側孔に通過させることにより前記浸漬ノズル内に供給される溶融金属の旋回流を形成し、前記溶融金属の流量速度Qと、前記側孔の総開口面積Sと、前記側孔が開口している部分における前記水平方向の円形断面の平均内半径Rと、前記角度θ1とが、0.015m2/s≦R×Q/S×Sinθ1≦0.100m2/sを満足する溶融金属の連続鋳造方法。タンディッシュ内に旋回流付与機構を設けることにより鋳型内での溶融金属の流動を安定化できる。A hollow cylindrical, conical or frustoconical refractory structure with one or more side holes in the side wall above the immersion nozzle in the tundish with the axis of the refractory structure vertical A molten metal continuous casting method for supplying molten metal from the tundish into an immersion nozzle, the imaginary line extending radially from the center of the horizontal circular cross section of the refractory structure and the An angle formed by the central axis of the side hole is an angle θ1, and a swirling flow of the molten metal supplied into the immersion nozzle is formed by passing the molten metal in the tundish through the side hole, and the molten metal Flow rate Q, the total opening area S of the side holes, the average inner radius R of the horizontal circular section in the portion where the side holes are open, and the angle θ1 is 0.015 m 2 / s ≦ Continuous molten metal satisfying R × Q / S × Sinθ1 ≦ 0.100m2 / s Casting method. By providing a swirl flow imparting mechanism in the tundish, the flow of the molten metal in the mold can be stabilized.
Description
本発明は、溶鋼などの溶融金属の連続鋳造において、浸漬ノズル内を通過する溶融金属に旋回流を付与する技術に関する。浸漬ノズル内を通過する溶融金属に旋回流を付与することは、浸漬ノズル内および鋳型内における溶融金属の流動の安定化に有効である。 The present invention relates to a technique for imparting a swirl flow to a molten metal passing through an immersion nozzle in continuous casting of a molten metal such as molten steel. Giving a swirl flow to the molten metal passing through the immersion nozzle is effective for stabilizing the flow of the molten metal in the immersion nozzle and the mold.
スラブの連続鋳造のように幅の広い鋳型を用いる連続鋳造には、通常、対向する吐出孔を有する一本の浸漬ノズルを通して溶融金属を供給する。この場合、鋳型内の流動に自励振動が生じ、流速の変動や湯面の波立ちを引き起こす。その結果、鋳片表層部の品質欠陥を防止するために、鋳造速度の低下が要求される。 In continuous casting using a wide mold such as continuous casting of slabs, molten metal is usually supplied through a single immersion nozzle having opposed discharge holes. In this case, self-excited vibration occurs in the flow in the mold, causing fluctuations in the flow velocity and undulation of the molten metal surface. As a result, a reduction in casting speed is required to prevent quality defects in the slab surface layer.
従来、鋳型内流動の制御を目的として、電磁気力を用いた電磁ブレーキや電磁撹拌、または特許文献1や特許文献2などに開示されているような旋回流を付与する浸漬ノズルが公知である。上記特許文献1には、溶鋼流に旋回を付与するためのねじり板状の部品を備えてなる浸漬ノズルが記載されている。また、特許文献2には、内部にねじり板型旋回羽根を設置した浸漬ノズルであって、旋回羽根捩りピッチ、旋回羽根捩り角、旋回羽根の外径、旋回羽根の厚さを所定範囲内の値とし、旋回羽根下端と吐出孔との間において内径を絞り、絞り後の横断面積を規定するとともに、タンディッシュと鋳型間の必要ヘッド予測値を適正範囲内におさめた連続鋳造用浸漬ノズルが記載されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, for the purpose of controlling the flow in a mold, an immersion nozzle that imparts an electromagnetic brake or electromagnetic stirring using electromagnetic force or a swirling flow as disclosed in
さらに、特許文献3に開示されたようにノズル底部の滝壺状凹みの深さを大きくした浸漬ノズル、または特許文献4に開示されたようにノズル内径に段差を設けた浸漬ノズルが公知である。上記特許文献3には、鋳片短辺壁の内側に位置するノズル本体とノズル本体の側壁に形成し且つ鋳片短辺壁に向けて下向きに開口した吐出孔と、ノズル本体の底部凹状のボックスとを有する連続鋳造用ノズルにおいて、ボックスの深さと内径との比、および吐出孔の吐出角度を規定した連続鋳造用浸漬ノズルが開示されている。そして、特許文献4には、溶鋼と接する部分を構成する耐火材料が黒鉛を含有してなり、ノズル内孔部に、段差構造部位が長さを有する段差構造を複数有する連続鋳造用浸漬ノズルにおいて、溶鋼通過量に対してノズル内孔部の最小内径、最小横断面積、吐出孔の断面積を規定した浸漬ノズルが開示されている。
Furthermore, an immersion nozzle in which the depth of the waterfall-shaped dent at the bottom of the nozzle is increased as disclosed in
しかしながら、電磁気力を用いる方法は、設備コストが高く、投資に見合ったメリットを得ることは難しい。制御対象である溶融金属流を計測することが難しいので、制御対象の状態を把握せずに制御を行うことが求められる。それゆえ、十分な効果を発揮させることが技術的に難しい。 However, the method using the electromagnetic force has a high equipment cost and it is difficult to obtain a merit commensurate with the investment. Since it is difficult to measure a molten metal flow that is a control target, it is required to perform control without grasping the state of the control target. Therefore, it is technically difficult to exert a sufficient effect.
一方、前記特許文献1または2に開示された旋回流を付与する浸漬ノズル(以下、「旋回流付与浸漬ノズル」とも記す)に関する技術は、鋳型内流動を安定化することができる現実的対策としてその有効性が確認されている。しかしながら、非金属介在物を多く含む溶融金属を鋳造する場合には、ノズル内に設ける旋回羽根に非金属介在物が付着しやすいので、多量の溶融金属を連続して鋳造することが難しいという問題がある。
On the other hand, the technique relating to the immersion nozzle for imparting the swirl flow disclosed in
特許文献3に開示された浸漬ノズルを用いれば、鋳造速度を増加させても鋳型内の表面流速は増加することがなく、モールドパウダーの巻き込みを有効に防止することができるとされているが、実操業においては安定した巻き込み防止効果は得られにくい。特許文献4に開示された浸漬ノズルは、アルミナ付着による浸漬ノズルの閉塞を防止するとともに、浸漬ノズル内の溶鋼の偏流を抑制することにより鋳型内の流動を均一化し、鋳片品質の向上およびブレークアウトの防止を狙ったものである。しかしながら、このようなノズルを用いても、現実の鋳造操業においてはノズル詰まりが発生しやすいし、安定した偏流抑制効果も得られにくい。
If the immersion nozzle disclosed in
本発明者は、上記の問題を解決する方法として、特許文献5および特許文献6に示す発明を成した。これらの発明は、溶融金属の旋回流を形成させるための、簡便で効果的な旋回流付与機構をタンディッシュ内に設けることにより、上述の旋回羽根を有する旋回流付与浸漬ノズルの欠点であるノズル詰まりを解消するものである。その結果、鋳型内における溶融金属の流動が安定化し、安定した鋳造操業および鋳片の品質向上の期待が持てる。
As a method for solving the above problems, the present inventor has made the inventions shown in
しかし、本発明者は、さらなる研究開発を進めた結果、特許文献5および特許文献6に記載の技術要素では、鋳型内における溶融金属の流動を安定化する効果が必ずしも十分ではないことを見出した。
However, as a result of further research and development, the present inventor has found that the technical elements described in
本発明は、この問題に鑑みてなされたものであり、その課題は、鋳型内における溶融金属の流動を安定化する効果を特許文献5および特許文献6に記載の発明よりも改善した連続鋳造方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of this problem, and the subject thereof is a continuous casting method in which the effect of stabilizing the flow of molten metal in a mold is improved as compared with the inventions described in
本発明者は、上述の課題を解決するために、浸漬ノズルにおけるノズル詰まりを起こすことなく、浸漬ノズルを通過する溶融金属流に旋回流を付与し、鋳型内における溶融金属の流動を安定化することのできる鋳造方法について検討および考察を重ねた結果、下記の(a)〜(g)の知見を得て、本発明を完成させた。 In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor imparts a swirl flow to the molten metal flow passing through the immersion nozzle without causing nozzle clogging in the immersion nozzle, and stabilizes the flow of the molten metal in the mold. As a result of repeated examination and consideration of the casting method that can be performed, the following knowledge (a) to (g) was obtained and the present invention was completed.
(a)浸漬ノズル内にねじり板状の旋回羽根を設置して旋回流を形成する方法は、浸漬ノズル内の溶融金属下降流が旋回羽根に当たる際に流れの淀みや渦を生じ、Al2O3などの非金属介在物の付着を招く。加えて、流速の大きな浸漬ノズル内にねじり板状旋回羽根のような旋回流付与機構を設置すると、溶融金属の流動抵抗が大きく、旋回付与のエネルギー効率が低いことが問題である。ゆえに、必要スループットが大きい場合には、形成できる旋回強さが限られる。(A) A method of forming a swirl flow by installing a twisted plate-like swirl vane in an immersion nozzle produces a stagnation or vortex of the flow when the molten metal descending flow in the immersion nozzle hits the swirl vane, and Al 2 O Non-metallic inclusions such as 3 are attached. In addition, when a swirl flow imparting mechanism such as a twisted plate swirl blade is installed in a submerged nozzle having a high flow rate, there is a problem that the flow resistance of the molten metal is large and the energy efficiency of swirl imparting is low. Therefore, when the required throughput is large, the turning strength that can be formed is limited.
(b)浸漬ノズル上方のタンディッシュ内に、直径の比較的大きな中空の円筒状、円錐状または円錐台状の側面を有し、その側面に、流入する溶融金属に周方向の速度成分を付与する側孔を設ける旋回流付与機構を考案した。この旋回流付与機構は、溶融金属流路である側孔の断面積が大きいので、旋回流付与機構を通過する溶融金属の流速を小さくすることができる。 (B) The tundish above the immersion nozzle has a hollow cylindrical, conical or frustoconical side with a relatively large diameter, and a circumferential velocity component is imparted to the flowing molten metal on the side. Devised a swirl flow imparting mechanism with side holes. Since this swirl flow imparting mechanism has a large cross-sectional area of the side hole, which is a molten metal flow path, the flow rate of the molten metal passing through the swirl flow imparting mechanism can be reduced.
(c)上記(b)の構成とすることにより、流れの淀みや渦が生じにくい流路形状となるため、Al2O3などの非金属介在物が溶融金属流路の内壁に付着しにくくなる。たとえ付着した場合にも、流路断面積が大きいので閉塞には至りにくい。さらに、低流速かつ流れの渦が生じにくいことが、小さな溶融金属の流動抵抗を実現するので、位置エネルギーを有効に活用でき、強い旋回流を得ることができる。(C) By adopting the configuration of (b) above, the flow path shape is less likely to cause stagnation and vortices, so that non-metallic inclusions such as Al 2 O 3 are less likely to adhere to the inner wall of the molten metal flow path. Become. Even if it adheres, the channel cross-sectional area is large, so that it is difficult to block the channel. Furthermore, since the low flow velocity and the difficulty of generating flow vortices realize the flow resistance of a small molten metal, the potential energy can be used effectively and a strong swirling flow can be obtained.
(d)鋳型内における溶融金属の流動に好影響を与える適正な強さの旋回を得るには、側孔を通過した時点で上記(b)の旋回流付与機構内に形成される溶融金属の旋回流の角運動量を適正化する必要がある。 (D) In order to obtain a swirl with an appropriate strength that has a positive effect on the flow of the molten metal in the mold, the molten metal formed in the swirl flow imparting mechanism of (b) above when passing through the side hole. It is necessary to optimize the angular momentum of the swirling flow.
(e)浸漬ノズル内に形成される溶融金属の旋回流の角運動量の指標として、溶融金属の流量と旋回流付与機構の形状を用いた下記(1)式で表される指標Pを考案した。指標Pの値が所定の適正な範囲となるように、旋回流付与機構を適正な形状に設計することによって、適正な強さの旋回流が得られる。
P=R×Q/S×Sinθ1 …(1)
ここで、上記(1)式中の各記号は下記の諸量を意味する。R:側孔が開口している部分における、旋回流付与機構の水平方向の円形断面の平均内半径、Q:溶融金属の流量速度、S:側孔の総開口面積、θ1:出側開口部において仮想線に対して側孔の中心軸のなす角度。側孔の総開口面積Sは全ての側孔の流路断面積の総和を意味し、上記(1)式中のQ/Sは溶融金属の側孔通過平均流速を意味する。(E) As an index of the angular momentum of the swirl flow of the molten metal formed in the immersion nozzle, an index P represented by the following formula (1) using the flow rate of the molten metal and the shape of the swirl flow imparting mechanism was devised. . By designing the swirl flow imparting mechanism into a proper shape so that the value of the index P falls within a predetermined proper range, a swirl flow having a proper strength can be obtained.
P = R × Q / S × Sin θ1 (1)
Here, each symbol in the above formula (1) means the following quantities. R: Average inner radius of horizontal circular cross section of swirl flow imparting mechanism at side hole opening portion, Q: Flow rate of molten metal, S: Total opening area of side hole, θ1: Outlet opening portion The angle formed by the center axis of the side hole with respect to the imaginary line. The total opening area S of the side holes means the sum of the cross-sectional areas of all the side holes, and Q / S in the above equation (1) means the average velocity of the molten metal passing through the side holes.
(f)上記(b)の旋回流付与機構の側孔が溶融金属に周方向流速を付与するには、側孔における平均流速Q/Sに応じて最低限必要な指標T(T=側孔部側壁の厚さ/側孔の幅)の値が存在する。すなわち、Tは、Q/Sが0.05m/s未満の時1.0以上、Q/Sが0.05m/s以上0.1m/s未満の時0.8以上、Q/Sが0.1m/s以上0.4m/s未満の時0.6以上、Q/Sが0.4m/s以上1.2m/s未満の時0.5以上、Q/Sが1.2m/s以上の時0.4以上の値がそれぞれ必要である。 (F) The minimum required index T (T = side hole) according to the average flow velocity Q / S in the side hole in order for the side hole of the swirl flow applying mechanism (b) to give the circumferential flow velocity to the molten metal There is a value of partial sidewall thickness / side hole width). That is, T is 1.0 or more when Q / S is less than 0.05 m / s, 0.8 or more when Q / S is 0.05 m / s or more and less than 0.1 m / s, and Q / S is 0. 0.6 or more when 1 m / s or more and less than 0.4 m / s, 0.5 or more when Q / S is 0.4 or more and less than 1.2 m / s, Q / S is 1.2 m / s In these cases, a value of 0.4 or more is required.
(g)上記(b)の旋回流付与機構がタンディッシュ内の溶融金属に浸漬している場合に、旋回流付与機構の上端部に開口部があると、タンディッシュ内の湯面から旋回流付与機構内に至る渦が誘起される。この渦は、タンディッシュ湯面上のスラグや非金属介在物を巻き込むので好ましくない。この渦を防止するには、旋回流付与機構の上端部に開口部を設けないか、もしくは旋回流付与機構の上端部の開口部にタンディッシュ上部から延びるストッパーロッドを挿入することが求められる。 (G) When the swirl flow imparting mechanism (b) is immersed in the molten metal in the tundish, if there is an opening at the upper end of the swirl flow imparting mechanism, the swirl flow from the hot water surface in the tundish A vortex leading into the application mechanism is induced. This vortex is not preferable because slag and non-metallic inclusions on the tundish hot water surface are involved. In order to prevent this vortex, it is required not to provide an opening at the upper end of the swirl flow imparting mechanism, or to insert a stopper rod extending from the upper part of the tundish into the opening at the upper end of the swirl flow imparting mechanism.
本発明は、上記の知見に基づいて完成されたものであり、その要旨は、下記の(1)〜(4)に示す溶融金属の連続鋳造方法にある。 This invention is completed based on said knowledge, The summary exists in the continuous casting method of the molten metal shown to following (1)-(4).
(1)側壁に1つ以上の側孔が設けられた中空の円筒状、円錐状または円錐台状の耐火物製構造体を、該耐火物製構造体の軸を鉛直にしてタンディッシュ内の浸漬ノズル上方に配置し、前記タンディッシュから浸漬ノズル内に溶融金属を供給する、溶融金属の連続鋳造方法であって、前記耐火物製構造体の水平方向の円形断面の中心から放射状に伸びる仮想線と、前記耐火物製構造体の内面との交点において前記側孔の中心軸が交わり、該交点において、該仮想線に対して傾斜した前記側孔の中心軸がなす角度が角度θ1であり、前記タンディッシュ内の溶融金属を、前記耐火物製構造体の外面に開口した前記側孔の入側開口部から前記耐火物製構造体の内面に開口した出側開口部に向かって通過させることにより、前記タンディッシュから前記浸漬ノズル内に供給される溶融金属に周方向流速を付与して旋回流を形成し、前記側孔が開口している部分における前記水平方向の円形断面の平均内径2Rが250mm〜1200mm、前記側孔の高さが30mm〜500mm、および前記角度θ1が15°〜80°であり、前記溶融金属の流量速度Qと、前記側孔の総開口面積Sと、前記側孔が開口している部分における前記水平方向の円形断面の平均内半径Rと、前記角度θ1とから成り、下記(1)式で表される指標Pが、0.015m2/s≦P≦0.100m2/sを満足することを特徴とする、溶融金属の連続鋳造方法(以下、「第1発明」とも記す)。(1) A hollow cylindrical, conical or frustoconical refractory structure with one or more side holes provided in the side wall is placed in the tundish with the axis of the refractory structure vertical. A molten metal continuous casting method that is disposed above an immersion nozzle and supplies molten metal from the tundish into the immersion nozzle, and is a virtual extension extending radially from the center of a horizontal circular section of the refractory structure. The central axis of the side hole intersects at the intersection of the line and the inner surface of the refractory structure, and the angle formed by the central axis of the side hole inclined with respect to the virtual line is the angle θ1 The molten metal in the tundish is passed from the entrance opening of the side hole opened in the outer surface of the refractory structure to the exit opening opened in the inner surface of the refractory structure. From the tundish A circumferential flow velocity is imparted to the molten metal supplied into the immersion nozzle to form a swirling flow, and the average inner diameter 2R of the horizontal circular cross section in the portion where the side holes are open is 250 mm to 1200 mm, The height of the side hole is 30 mm to 500 mm, the angle θ1 is 15 ° to 80 °, the flow rate Q of the molten metal, the total opening area S of the side hole, and the side hole is open. An index P consisting of an average inner radius R of the horizontal circular cross section in the portion and the angle θ1 and expressed by the following formula (1) is 0.015 m 2 /s≦P≦0.100 m 2 / s. The molten metal continuous casting method (hereinafter, also referred to as “first invention”).
(2)前記側孔部側壁の厚さ/前記側孔の幅で表される指標Tと、前記溶融金属の流量速度Qと、前記側孔の総開口面積Sとの関係が下記の条件を満たすことを特徴とする、前記(1)に記載の溶融金属の連続鋳造方法(以下、「第2発明」とも記す)。
Q/Sが0.05m/s未満の時:Tが1.0以上、
Q/Sが0.05m/s以上0.1m/s未満の時:Tが0.8以上、
Q/Sが0.1m/s以上0.4m/s未満の時:Tが0.6以上、
Q/Sが0.4m/s以上1.2m/s未満の時:Tが0.5以上、および
Q/Sが1.2m/s以上の時:Tが0.4以上。(2) The relationship between the index T expressed by the thickness of the side hole portion side wall / the width of the side hole, the flow rate Q of the molten metal, and the total opening area S of the side hole satisfies the following conditions: The molten metal continuous casting method described in (1) above (hereinafter, also referred to as “second invention”).
When Q / S is less than 0.05 m / s: T is 1.0 or more,
When Q / S is 0.05 m / s or more and less than 0.1 m / s: T is 0.8 or more,
When Q / S is 0.1 m / s or more and less than 0.4 m / s: T is 0.6 or more,
When Q / S is 0.4 m / s or more and less than 1.2 m / s: T is 0.5 or more, and when Q / S is 1.2 m / s or more: T is 0.4 or more.
(3)前記耐火物製構造体の全体が、前記タンディッシュ内の溶融金属内に浸漬しており、前記耐火物製構造体の上端部に開口部が設けられ、該開口部を通じて前記タンディッシュの上部から耐火物製ストッパーロッドが挿入されていることを特徴とする、前記(1)または(2)に記載の溶融金属の連続鋳造方法(以下、「第3発明」とも記す)。 (3) The entire refractory structure is immersed in the molten metal in the tundish, and an opening is provided at the upper end of the refractory structure, and the tundish is formed through the opening. A molten metal continuous casting method according to (1) or (2) above (hereinafter also referred to as “third invention”), wherein a refractory stopper rod is inserted from above.
(4)前記耐火物製構造体の全体が、前記タンディッシュ内の溶融金属内に浸漬しており、前記耐火物製構造体の上端部に開口部が設けられていないことを特徴とする、前記(1)または(2)に記載の溶融金属の連続鋳造方法(以下、「第4発明」とも記す)。 (4) The whole of the refractory structure is immersed in the molten metal in the tundish, and no opening is provided at the upper end of the refractory structure. The molten metal continuous casting method according to the above (1) or (2) (hereinafter also referred to as “fourth invention”).
本発明において、「出側開口部において仮想線に対して側孔の中心軸のなす角度θ1」を以下の説明においては、「側孔の傾斜角度(θ1)」とも記す。 In the present invention, “the angle θ1 formed by the central axis of the side hole with respect to the imaginary line in the outlet opening” is also referred to as “the inclination angle (θ1) of the side hole” in the following description.
「水平方向の円形断面の内半径」とは、側孔の出側開口部における仮想線と側孔の中心軸との交点(角度θ1を形成する交点)と耐火物製構造体の水平方向の円形断面の中心との距離であり、Rは、側孔が開口している部分におけるこの内半径の平均値と定める。 The “inner radius of the horizontal circular cross section” means the intersection of the imaginary line and the central axis of the side hole (intersection forming the angle θ1) in the outlet opening of the side hole and the horizontal direction of the refractory structure. It is the distance from the center of the circular cross section, and R is defined as the average value of the inner radii in the portion where the side holes are open.
本発明の方法は、旋回羽根を有する旋回流付与浸漬ノズルの欠点であるノズル閉塞問題を解消することができ、浸漬ノズル内の溶融金属に適正な強さの旋回流を形成し、旋回流付与浸漬ノズルが有する優れた効果である鋳型内溶融金属の流動安定性や非金属介在物の除去を実現し、安定した連続鋳造操業および鋳片の品質向上を可能とする。 The method of the present invention can solve the nozzle clogging problem, which is a drawback of swirl flow imparting immersion nozzles having swirl vanes, and forms a swirl flow having an appropriate strength on the molten metal in the immersion nozzle, thereby imparting swirl flow. It realizes the flow stability of the molten metal in the mold and the removal of non-metallic inclusions, which are excellent effects of the immersion nozzle, and enables stable continuous casting operation and improved quality of the slab.
前述のとおり、本発明は、「側壁に1つ以上の側孔が設けられた中空の円筒状、円錐状または円錐台状の耐火物製構造体を、該耐火物製構造体の軸を鉛直にしてタンディッシュ内の浸漬ノズル上方に配置し、前記タンディッシュから浸漬ノズル内に溶融金属を供給する、溶融金属の連続鋳造方法であって、前記耐火物製構造体の水平方向の円形断面の中心から放射状に伸びる仮想線と、前記耐火物製構造体の内面との交点において前記側孔の中心軸が交わり、該交点において、該仮想線に対して傾斜した前記側孔の中心軸がなす角度が角度θ1であり、前記タンディッシュ内の溶融金属を、前記耐火物製構造体の外面に開口した前記側孔の入側開口部から前記耐火物製構造体の内面に開口した出側開口部に向かって通過させることにより、前記タンディッシュから前記浸漬ノズル内に供給される溶融金属に周方向流速を付与して旋回流を形成し、前記側孔が開口している部分における前記水平方向の円形断面の平均内径2Rが250mm〜1200mm、前記側孔の高さが30mm〜500mm、および前記角度θ1が15°〜80°であり、前記溶融金属の流量速度Qと、前記側孔の総開口面積Sと、前記側孔が開口している部分における前記水平方向の円形断面の平均内半径Rと、前記角度θ1とから成り、下記(1)式で表される指標Pが、0.015m2/s≦P≦0.100m2/sを満足することを特徴とする、溶融金属の連続鋳造方法。
P=R×Q/S×Sinθ1 …(1)
」である。本発明の内容について、下記にさらに詳細に説明する。As described above, the present invention is directed to “a hollow cylindrical, conical or truncated cone-shaped refractory structure having one or more side holes provided on the side wall, and the axis of the refractory structure structure being vertical. In the continuous casting method of molten metal, which is disposed above the immersion nozzle in the tundish and supplies the molten metal from the tundish into the immersion nozzle, the horizontal cross section of the refractory structure The central axis of the side hole intersects at the intersection of a virtual line extending radially from the center and the inner surface of the refractory structure, and the central axis of the side hole inclined with respect to the virtual line forms at the intersection. An exit side opening having an angle θ1 and opening the molten metal in the tundish to the inner surface of the refractory structure from the entrance side opening of the side hole opened to the outer surface of the refractory structure By passing towards the front A circumferential flow velocity is imparted to the molten metal supplied from the tundish into the immersion nozzle to form a swirling flow, and an average inner diameter 2R of the horizontal circular cross section in a portion where the side holes are open is 250 mm to 1200 mm, the height of the side hole is 30 mm to 500 mm, and the angle θ1 is 15 ° to 80 °, the flow rate Q of the molten metal, the total opening area S of the side hole, and the side hole is open The index P which consists of the average inner radius R of the circular section in the horizontal direction and the angle θ1 and is expressed by the following formula (1) is 0.015 m 2 /s≦P≦0.100 m. 2 / s is satisfied, The molten metal continuous casting method characterized by the above-mentioned.
P = R × Q / S × Sin θ1 (1)
Is. The contents of the present invention will be described in more detail below.
図1は、本発明の方法を実施するための連続鋳造装置を模式的に示す図であり、同図(a)は、同図(b)におけるA−A断面図を表し、同図(b)は連続鋳造装置の縦断面図を表す。 FIG. 1 is a diagram schematically showing a continuous casting apparatus for carrying out the method of the present invention. FIG. 1 (a) is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1 (b), and FIG. ) Represents a longitudinal sectional view of the continuous casting apparatus.
同図に示されるとおり、浸漬ノズル4上方のタンディッシュ5内に、水平方向の円形断面の中心Oから放射状に伸びる仮想線X1〜X5上に孔出口の中心を有し、仮想線X1〜X5に対して孔の中心軸Y1〜Y5の方向を傾斜させて開口した側孔2が側壁に1つ以上設けられた中空の筒状の耐火物製構造体1を配置している。その耐火物製構造体の軸3は鉛直である。タンディッシュ5内の溶融金属6は、側孔2を通過して耐火物製構造体1内に流入する際に、周方向の速度成分を付与されて旋回流を形成し、タンディッシュ5から浸漬ノズル4内を経て鋳型11に供給される。
As shown in the figure, in the
(1)第1発明
前記のとおり、第1発明は、側壁に1つ以上の側孔2が設けられた中空の円筒状、円錐状または円錐台状の耐火物製構造体1を、耐火物製構造体1の軸を鉛直にしてタンディッシュ5内の浸漬ノズル4の上方に配置し、タンディッシュ5から浸漬ノズル4内に溶融金属6を供給する、溶融金属の連続鋳造方法であって、耐火物製構造体1の水平方向の円形断面の中心Oから放射状に伸びる仮想線X1〜XN(ただし、Nは仮想線の数を表す)上に孔の出側開口部中心を有し、仮想線X1〜XNに対して孔の中心軸の方向を角度θ1傾斜させて側孔2が穿たれており、タンディッシュ5内の溶融金属6を、耐火物製構造体1の外面に開口した側孔2の入側開口部から耐火物製構造体1の内面に開口した出側開口部に向かって通過させることにより、タンディッシュ5から浸漬ノズル4内に供給される溶融金属に周方向流速を付与して旋回流を形成し、側孔2が開口している部分における前記水平方向の円形断面の平均内径2Rが250mm〜1200mm、側孔の高さが30mm〜500mm、前記角度θ1が15°〜80°であり、溶融金属の流量速度Qと、側孔の総開口面積Sと、側孔が開口している部分における前記水平方向の円形断面の平均内半径Rと、前記角度θ1とから成り、上記(1)式で表される指標Pが、0.015m2/s≦P≦0.100m2/sを満足する、溶融金属の連続鋳造方法である。(1) 1st invention As above-mentioned, 1st invention is a
この耐火物製構造体1は、傾斜角度θ1を有する側孔2を備えていることにより、溶融金属6に周方向の流速成分を付与し、旋回流を形成することができる。傾斜角度θ1を有する側孔2は、1個であってもよいが、溶融金属6に含まれる非金属介在物による閉塞の危険性を分散する観点から、耐火物製構造体1の全周に複数個あることが好ましい。また、側孔2を、耐火物製構造体1の全周に複数個、かつ耐火物製構造体1の高さ方向(軸3方向)に複数段設けてもよい。しかし、側孔2を複数個設ける場合、側孔2をそれぞれ同じ高さに設けることが、耐火物製構造体1の高さを無用に大きくしない観点から好ましい。
Since the
複数個設ける側孔2の傾斜角度θ1は同一であっても、また、ある範囲内で変動があってもよい。しかし、溶融金属6に付与する旋回流の回転方向が同一であることが好ましい。さらに、側孔2の隔壁が薄いフィン状であり、耐火物製構造体1の円周方向に多数の側孔を有する形状であってもよい。
The inclination angle θ1 of the plurality of
側孔2は、溶融金属中の最大粒径が30mm程度の異物が通過できる大きさであることが好ましい。側孔2の上側および下側の内壁面は、水平であっても傾斜していても構わない。しかし、側孔2の下端の高さ位置は、鋳造終了時にタンディッシュ5内に溶融金属6が残留して歩留まり低下を起こさない程度に低い位置、すなわちタンディッシュ底面から200mm以内の高さとすることが好ましい。
It is preferable that the
耐火物製構造体1の上端部には、上蓋を設けても設けなくても構わない。耐火物製構造体1の上端部7に上蓋を設ける場合には、耐火物製構造体1の内部高さを側孔2の上端から150mm以下に制限することが、形成される旋回流を減衰させない観点から好ましい。
The upper end of the
また、耐火物製構造体1の上端部が開口している場合には、タンディッシュ5内(耐火物製構造体1の上方外側)の溶融金属6が、耐火物製構造体1の内部に形成された溶融金属6の旋回流によって駆動され、回転する。その場合、この駆動に旋回流の角運動エネルギーが消費されるため、耐火物製構造体1の内部における溶融金属6の旋回流が弱まる。この消費エネルギーは、耐火物製構造体1上端の開口面積が大きいほど大きくなる。そのため、耐火物製構造体1の上端部7に上蓋を設けない場合には、同じく旋回流を減衰させない観点から、側孔2が設けられている高さよりも上方の内径は側孔2が設けられている高さ以下の部分の内径よりも縮小し50mm〜200mmとすることが好ましい。さらに、上蓋を設けない場合は、上端部7の高さをタンディッシュ5内の湯面高さよりも高くすることが耐火物製構造体1内へのタンディッシュスラグの混入を防止する観点から好ましい。
Further, when the upper end of the
本発明では、耐火物製構造体1の側孔2が開口している部分における水平方向の円形断面の平均内径2Rは、250mm〜1200mmの範囲とする。その理由は、平均内径2Rが250mm未満では、旋回流付与機構としては小さ過ぎるため、十分な角運動量を得ることが難しいことや、さらに、溶融金属通路の横断面積が小さくなるため、側孔2の閉塞や溶融金属6の摩擦抵抗の増大などの問題が生じることである。また、平均内径2Rが1200mmを超えると、旋回流付与機構として過大となるので、耐火物製構造体1のコストの増加はもちろんのこと、専用のタンディッシュが必要になり、鋳造設備のコスト増大を招くからである。
In the present invention, the average inner diameter 2R of the horizontal circular section in the portion where the
耐火物製構造体1の水平方向の断面形状は、真円であることが望ましいが、多角形や楕円形状であっても同様の効果が得られる。その場合は、中心からの距離の平均値を平均内径2Rと見なす。しかしながら、断面形状が真円でない場合には、真円である場合に比べて旋回流形成のエネルギー効率が低下する。
The horizontal cross-sectional shape of the
耐火物製構造体1の側孔2の高さは30mm〜500mmの範囲とする。これは、耐火物製構造体1に設けられた側孔2の高さが30mm未満では、溶融金属の流路が小さ過ぎ、閉塞が生じやすくなるからである。また、側孔2の高さが500mmを超えると、溶融金属の流路面積(側孔2の断面積)が過大になり、側孔2を通過する溶融金属の流速を確保して十分な角運動量を得ることが難しくなるからである。加えて、側孔2の高さが500mmを超えると、耐火物製構造体1の高さが無用に大きくなるので好ましくない。側孔2の高さのより好ましい範囲は、50〜250mmである。
The height of the
ここで、側孔2の高さとは、側孔2が上下方向に1段のみ設けられた場合には側孔2の高さそのものを指し、側孔2が上下方向に並んで複数段設けられた場合には、複数段における側孔2の高さの合計を指す(例えば、高さ200mmの側孔2が2段設けられた場合には、その高さは200[mm]×2より400mmとする)。また、側孔2の横断面形状が矩型でない場合には、その最大高さを側孔2の高さと定める。さらにまた、円周方向に複数個設けられた側孔2の高さが異なる場合は、それら側孔2の高さの平均値を側孔2の高さと定める。
Here, the height of the
側孔2の幅は30mm〜200mmの範囲が好適である。側孔2の幅が30mm未満であると閉塞が生じやすく、200mmを超えると、構造体1の強度が低下する。さらに側孔2の幅が200mmを超えると、側孔2の断面積が過大となり、(1)式の値が規定範囲を満たすことが難しくなる。側孔2の横断面形状が矩形でない場合には、その最大幅を側孔2の幅と見なす。
The width of the
側孔2の傾斜角度θ1は15°〜80°の範囲とする。その理由は、耐火物製構造体1に設けた側孔2の傾斜角度θ1が15°よりも小さいと、付与される旋回流の強さが不足するからである。また、傾斜角度θ1が80°を超えると、耐火物製構造体1の側壁の厚さが薄くなり、強度上の問題が生じるからである。
The inclination angle θ1 of the
本発明の方法において、溶融金属の流量速度Qと側孔の総開口面積Sから求められる側孔通過平均流速Q/Sと、側孔が開口している部分における前記水平方向の円形断面の平均内半径Rと、角度θ1から成る指標P(P=R×Q/S×Sinθ1)の範囲を、0.015m2/s〜0.100m2/sに規定するのは、以下の理由による。In the method of the present invention, the side hole passage average flow velocity Q / S determined from the flow rate Q of the molten metal and the total opening area S of the side holes, and the average of the horizontal circular cross section in the portion where the side holes are open and the inner radius R, the range of the index consisting angle θ1 P (P = R × Q / S × Sinθ1), to define a 0.015m 2 /s~0.100
本発明者は、平均内半径Rと側孔2を通過する溶融金属の平均流速Q/Sの接線方向(半径と垂直な方向)成分との積Pを、耐火物製構造体1内部で形成される溶融金属の旋回流の角運動量の指標とし、この指標Pを適正な範囲に保つことによって、浸漬ノズル内で適正な強さの旋回流を形成できることを見出した。
The inventor forms a product P of the average inner radius R and the tangential direction (direction perpendicular to the radius) component of the average flow velocity Q / S of the molten metal passing through the
耐火物製構造体1の中で形成された旋回流は、浸漬ノズル内に流入するまでにストッパーやスライディングゲート等の流量調整機構による絞りを受ける。この絞りによる旋回流の減衰挙動は複雑で、構造体1の中で形成される旋回流が強い(角運動量が大きい)ほど顕著な減衰を受ける現象が生じる。すなわち、構造体1の中で形成される旋回流が強過ぎると、流量調整機構による旋回流の減衰が顕著になり、旋回流形成のエネルギー効率が低下する。
The swirl flow formed in the
本発明者は、実験と検討を重ねて流量調整機構による旋回流の減衰挙動を調査した。その結果、指標Pの値が0.015m2/s〜0.100m2/sの範囲内であれば、流量調整機構の絞りによる旋回流の減衰(エネルギー損失)が顕著ではなく、かつ、浸漬ノズル内で生じる旋回流が鋳型内流動を安定に制御する観点からも十分な強さを有することを見出して、本発明を完成した。The inventor investigated the damping behavior of the swirling flow by the flow rate adjusting mechanism through repeated experiments and studies. As a result, as long as it is within the range value of the index P is 0.015m 2 /s~0.100m 2 / s, the attenuation of the swirling flow by squeezing the flow rate adjusting mechanism (energy loss) is not significant, and, dipping The present invention has been completed by finding that the swirling flow generated in the nozzle has sufficient strength from the viewpoint of stably controlling the flow in the mold.
指標Pの値が上限値0.100m2/sを超えると、流量調整機構の絞りによる顕著な旋回流の減衰が生じ、その圧力損失によって旋回流付与のエネルギー効率が低下する。さらに、過大な周方向流速が浸漬ノズルの振動を引き起こす。一方、指標Pの値が下限値0.015m2/sを下回ると、浸漬ノズル内で形成される旋回流が弱く、十分な鋳型内流動安定化作用を発揮できない。指標Pの、さらに好ましい範囲は、0.020m2/s〜0.085m2/sである。When the value of the index P exceeds the upper limit value of 0.100 m 2 / s, significant swirling flow attenuation occurs due to the restriction of the flow rate adjusting mechanism, and the energy efficiency of swirling flow application decreases due to the pressure loss. Furthermore, excessive circumferential flow velocity causes vibration of the immersion nozzle. On the other hand, when the value of the index P is less than the lower limit value 0.015 m 2 / s, the swirl flow formed in the immersion nozzle is weak and a sufficient flow stabilization effect in the mold cannot be exhibited. Index P, more preferred range is 0.020m 2 /s~0.085
ここで、側孔2の2つの側壁が平行でない場合の側孔2の断面積Sおよび角度θ1の定義を以下に記す。側孔2の側壁が平行な場合には、側孔2の中心軸と側壁とが平行であるため、角度θ1は、側孔2の中心軸が、その出側開口部において、仮想線となす角度として一義的に決定できる。同様に側孔2の幅も、側壁間の距離として一義的に決定できる。それに対して側孔2の側壁が平行でない場合は、側孔2の中心軸の決定の仕方によって角度θ1が変化し、角度θ1によって側孔2の幅が変化する。このような場合には、以下のように角度θ1および側孔2の幅を決定する。側孔2内に、その側壁よりも溶融金属6の流れの方向に十分に長い(その側孔2の全長よりも長い)平行で水平な2本の直線を、2つの側壁にそれぞれ接するように配置する。その平行線の間隔が最も広い状態のとき、その平行線の中央を走る線を側孔2の中心軸とする。そして、側孔の中心軸が、側孔2の出側開口部において、仮想線となす角度を角度θ1と定める。その平行線の間隔が、側孔の幅である。各側孔2の開口面積は、その中心軸に垂直な側孔2の横断面が最も小さい場所における面積とする。
Here, the definitions of the cross-sectional area S and the angle θ1 of the
(2)第2発明
本発明の第2発明を、第1発明と同様に前記図1を用いて説明する。(2) Second Invention A second invention of the present invention will be described with reference to FIG. 1 as in the first invention.
第2発明は、耐火物製構造体1の側孔2における平均流速Q/Sと指標T(T=側孔部側壁の厚さ/側孔2の幅)との関係が以下の条件を満たすことを特徴とする、第1発明の溶融金属の連続鋳造方法である。
すなわち、Q/Sが0.05m/s未満の時:Tが1.0以上、
Q/Sが0.05m/s以上0.1m/s未満の時:Tが0.8以上、
Q/Sが0.1m/s以上0.4m/s未満の時:Tが0.6以上、
Q/Sが0.4m/s以上1.2m/s未満の時:Tが0.5以上、および
Q/Sが1.2m/s以上の時:Tが0.4以上。In the second invention, the relationship between the average flow velocity Q / S in the
That is, when Q / S is less than 0.05 m / s: T is 1.0 or more,
When Q / S is 0.05 m / s or more and less than 0.1 m / s: T is 0.8 or more,
When Q / S is 0.1 m / s or more and less than 0.4 m / s: T is 0.6 or more,
When Q / S is 0.4 m / s or more and less than 1.2 m / s: T is 0.5 or more, and when Q / S is 1.2 m / s or more: T is 0.4 or more.
側孔2における平均流速Q/Sが小さいときには、側孔の幅に対して側壁長さを大きくしなければ、溶融金属に周方向流速を付与する機能が低下する。側孔の幅に対する側壁長さの比である指標T(T=側孔部側壁の厚さ/側孔2の幅)の最低値が上記の値である。指標Tの上限は特に規定しないが、過大なTは側壁厚さを無用に大きくして耐火物製構造体1の巨大化を招くので、実質的なT上限は2.0である。ここで、側孔部側壁の厚さとは、側孔の穿たれた部分における耐火物製構造体1の外径と内径との差を2で割った値である。
When the average flow velocity Q / S in the
(3)第3発明
図2は、本発明の方法を実施するための別の連続鋳造装置を模式的に示す図である。同図(a)は、同図(b)におけるA−A断面図を表し、同図(b)は連続鋳造装置の縦断面図を表す。図2に示す連続鋳造装置において、前記図1に示す連続鋳造装置と実質的に同一の部分には同一の符号を付した。(3) Third Invention FIG. 2 is a diagram schematically showing another continuous casting apparatus for carrying out the method of the present invention. The figure (a) represents the AA sectional view in the figure (b), and the figure (b) represents the longitudinal section of a continuous casting device. In the continuous casting apparatus shown in FIG. 2, substantially the same parts as those in the continuous casting apparatus shown in FIG.
第3発明は、図2に示すように、溶融金属内に全体が浸漬した耐火物製構造体1の上端部に開口部が設けられ、開口部を通じてタンディッシュの上部から耐火物製ストッパーロッド14が挿入されていることを特徴とする、第1発明または第2発明の溶融金属の連続鋳造方法である。
In the third invention, as shown in FIG. 2, an opening is provided at the upper end of the
耐火物製構造体1の全体が溶融金属内に浸漬している場合、耐火物製構造体1の内部には溶融金属の旋回流が生じるので、耐火物製構造体1の上端部に開口部を設けると、湯面から浸漬ノズル4内にまで到る渦が発生し、タンディッシュ5内湯面上のスラグが吸い込まれ、鋳型11内に混入する現象が生じる。この現象を避けるには、タンディッシュの上部から耐火物製のストッパーロッド14を耐火物製構造体1の円形断面の中心部に挿入することが有効である。
When the entire
この場合、上端部に開口部を設ける耐火物製構造体1の形状は円筒状、円錐状または円錐台状のいずれの形状のものであってもよい。また、耐火物製構造体1をコンパクトにする観点から、耐火物製構造体1の内面高さは側孔2の上端高さと同じか、せいぜい側孔2の上端高さから150mm上方までにとどめることが好ましい。耐火物製構造体1の上蓋に設ける開口部の直径は、ストッパーロッド14の直径よりも1〜20mm大きくすることが好ましい。
In this case, the shape of the
ストッパーロッド14は、通常、タンディッシュ5内から浸漬ノズル4に到る溶融金属通路の開閉を行うものであるから、鋳造中は、タンディッシュ5の底面から数mm〜十数mm上方に、ストッパーロッド14の下端があり、上端部は、タンディッシュ5の上部に設置された昇降機構に繋がっている。
Since the
本発明において、ストッパーロッド14は、旋回流の形成に伴い生じる渦の発生を防止する目的で用いる。しかし、ストッパーロッド14が昇降機能を有する場合には、これを鋳型11内の湯面レベル制御に用いてもよい。または単に、鋳造開始時および終了時に、溶融金属通路の開閉を行うことのみに用いてもよい。ストッパーロッド14を単に鋳造開始時および終了時に溶融金属通路の開閉を行うことのみに用いる場合には、鋳造中の鋳型11内湯面レベル制御には、浸漬ノズル4と上ノズル8との間に設けたスライディングゲート9を用いるのがよい。
In the present invention, the
(4)第4発明
図3は、本発明の方法を実施するための別の連続鋳造装置を模式的に示す図である。同図(a)は、同図(b)におけるA−A断面図を表し、同図(b)は連続鋳造装置の縦断面図を表す。図3に示す連続鋳造装置において、前記図1に示す連続鋳造装置と実質的に同一の部分には同一の符号を付した。(4) Fourth Invention FIG. 3 is a diagram schematically showing another continuous casting apparatus for carrying out the method of the present invention. The figure (a) represents the AA sectional view in the figure (b), and the figure (b) represents the longitudinal section of a continuous casting device. In the continuous casting apparatus shown in FIG. 3, substantially the same parts as those in the continuous casting apparatus shown in FIG.
第4発明は、図3に示すように、溶融金属内に全体が浸漬した耐火物製構造体1の上端部に開口部が設けられていないことを特徴とする、第1発明または第2発明の溶融金属の連続鋳造方法である。
As shown in FIG. 3, the fourth invention is characterized in that no opening is provided at the upper end of the
耐火物製構造体1の全体が溶融金属内に浸漬している場合、耐火物製構造体1の内部には溶融金属の旋回流が生じるので、耐火物製構造体1の上端部に開口部を設けると、湯面から浸漬ノズル4内にまで到る渦が発生し、タンディッシュ5内湯面上のスラグが吸い込まれ、鋳型11内に混入することがある。この現象を避けるには、耐火物製構造体1の上端部に開口部を設けないことが有効である。
When the entire
本発明の溶融金属の連続鋳造方法の効果について、実施例に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明は、溶融金属として溶鋼を対象とした例である。 The effect of the molten metal continuous casting method of the present invention will be described in detail based on examples. In addition, the following description is an example for molten steel as a molten metal.
(本発明例1)
図1は、前述したとおり、本発明の方法を実施するための連続鋳造装置を模式的に示す図であり、同図(a)は、同図(b)におけるA−A断面図を表し、同図(b)は連続鋳造装置の縦断面図を表す。同図に示す実施例は、前記第1発明および第2発明で規定する条件を満たす実施例である。(Invention Example 1)
FIG. 1 is a diagram schematically showing a continuous casting apparatus for carrying out the method of the present invention as described above, and FIG. 1 (a) shows a cross-sectional view taken along line AA in FIG. The figure (b) represents the longitudinal cross-sectional view of a continuous casting apparatus. The embodiment shown in the figure is an embodiment that satisfies the conditions specified in the first and second inventions.
同図に示すとおり、中空円筒状の耐火物製構造体1は、側孔が開口している部分を含め、内径が400mm、外径が550mmであり、全体の高さが1200mmであり、アルミナ−シリカ系耐火物で構成されている。すなわち側孔2が開口している部位における平均内半径Rは200mmである。連続鋳造の定常操業時におけるタンディッシュ5内の湯面高さは、耐火物製構造体1の上端部7よりも200mm下部にある。
As shown in the figure, the hollow cylindrical
耐火物製構造体1の側壁には、同図(a)に示すとおり、耐火物製構造体の内面において、仮想線X1〜X5に対して中心軸Y1〜Y5がそれぞれ傾斜角度θ1=40°をなし、高さが180mm、幅が80mmの側孔2が円周方向に5個設けられている。すなわち、側孔2の総開口面積Sは、S=180[mm]×80[mm]×5[個]より72000mm2である。定常鋳造中の溶鋼流量速度Qは60m3/hrである。したがって、前記(1)式で表される指標Pの値は、P=R×Q/S×Sinθ1=200[mm]×60[m3/hr]/72000[mm2]×0.643より0.030m2/sである。On the side wall of the
また、指標T(T=側孔部側壁の厚さ/側孔の幅)の値は、75[mm]/80[mm]=0.938であり、溶鋼の側孔通過平均流速Q/S=0.231m/sに対する適正値(T:0.6以上)である。 Further, the value of the index T (T = side hole side wall thickness / side hole width) is 75 [mm] / 80 [mm] = 0.938, and the side hole passage average flow velocity Q / S of the molten steel. = Appropriate value for 0.231 m / s (T: 0.6 or more).
図1に示される本発明例1において、溶鋼6は、側孔2を通過することによって周方向流速を付与され、内径の絞られた上ノズル8およびスライディングゲート9を通過する際に、角運動量保存の法則に従って周方向流速を増し、浸漬ノズル4内において強い旋回流を形成する。浸漬ノズル4内に形成された旋回流は、遠心力の作用により浸漬ノズル4下端近傍の2つの吐出孔から均一に、そして均等に吐出し、鋳型11内において安定した流動を形成する。
In the present invention example 1 shown in FIG. 1, the
さらに、二層式スライディングゲート9の上側の固定盤内周部よりArガスを吹き込む場合には、溶鋼6に作用する遠心力によりArガスが逆円錐状の気泡膜を形成する。その場合、この気泡膜を横切って流下する溶鋼6中の非金属介在物は、効果的に気泡に捕捉され、気泡とともに鋳型11内で浮上し除去される効果も生じる。Arガスは上ノズル8から吹き込んでも同様の効果が得られる。吹き込み場所にかかわらず、内周部の一部ではなく全周から吹き込むことによって効果を高めることができる。
Furthermore, when Ar gas is blown from the inner periphery of the fixed plate above the two-
上述した鋳型内流動の安定化効果は、鋳型内の溶鋼流速を適正な範囲に制御することを容易にするので、清浄な鋼を得るのに好適である。加えて、上述した気泡による介在物の捕捉および浮上効果も、鋼の清浄化を促進する。さらに、旋回流が形成されると、浸漬ノズル4の内壁近傍の流れが安定化するので、非金属介在物の付着による浸漬ノズルの閉塞が生じにくい。
The effect of stabilizing the flow in the mold described above makes it easy to control the molten steel flow rate in the mold within an appropriate range, and is therefore suitable for obtaining clean steel. In addition, the inclusion trapping and levitation effect due to the bubbles described above also promotes steel cleaning. Further, when the swirl flow is formed, the flow in the vicinity of the inner wall of the submerged
図1に示された耐火物製構造体1は、その上端部7をタンディッシュ5内の湯面よりも高くし、タンディッシュ5内のスラグがその内部に侵入することを防止している。それゆえ、耐火物製構造体1の内部に渦が生じても、鋳型11内にタンディッシュ5内のスラグを巻き込むことはない。
The
(本発明例2)
図2は、前述したとおり、本発明の方法を実施するための別の連続鋳造装置を模式的に示す図であり、同図(a)は、同図(b)におけるA−A断面図を表し、同図(b)は連続鋳造装置の縦断面図を表す。同図に示す実施例は、前記第1発明〜第3発明で規定するいずれの条件をも満たす実施例である。(Invention Example 2)
FIG. 2 is a diagram schematically showing another continuous casting apparatus for carrying out the method of the present invention, as described above, and FIG. 2 (a) is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 2 (b). FIG. 2B shows a longitudinal sectional view of the continuous casting apparatus. The embodiment shown in the figure is an embodiment that satisfies any of the conditions defined in the first to third inventions.
同図に示すとおり、中空円錐台状の耐火物製構造体1は、側孔2が開口している部位において、内径が側孔2の下端部で550mm、側孔2の上端部で400mmである。側孔2が開口している部位において、外径が側孔2の下端部で700mm、側孔2の上端部で550mmである。また、内面高さは140mm、全高が180mmである。耐火物製構造体1の材質は、アルミナ−マグネシア系耐火物である。側孔2が開口している部位における平均内径2Rは(550[mm]+400[mm])/2より475mmであり、平均内半径Rは237.5mmである。
As shown in the figure, the hollow frustum-shaped
耐火物製構造体1の側壁には、同図(a)に示すとおり、耐火物製構造体の内面において、仮想線X1〜X4に対して中心軸Y1〜Y4がそれぞれ傾斜角度θ1=55°をなし、高さが100mm、幅が100mmの側孔2が円周方向に4個設けられている。すなわち、側孔2の総開口面積Sは、S=100[mm]×100[mm]×4[個]より40000mm2である。定常鋳造中の溶鋼流量速度Qは50m3/hrである。したがって、前記(1)式で表される指標Pの値は、P=R×Q/S×Sinθ1=237.5[mm]×50[m3/hr]/40000[mm2]×0.819より0.068m2/sである。On the side wall of the
指標T(T=側孔部側壁の厚さ/側孔の幅)の値は、75[mm]/100[mm]=0.75であり、溶鋼の側孔通過平均流速Q/S=0.347m/sに対する適正値(T:0.6以上)である。 The value of the index T (T = side hole side wall thickness / side hole width) is 75 [mm] / 100 [mm] = 0.75, and the side hole passage average flow velocity Q / S = 0 of the molten steel. It is an appropriate value (T: 0.6 or more) for 347 m / s.
また、中空円錐台の上端部7には直径110mmの開口部があり、その開口部を通して直径100mmのストッパーロッド14がタンディッシュ5の上方から上ノズル8の近傍まで挿入されている。定常操業時のタンディッシュ5内の湯面高さは、耐火物製構造体1が完全に浸漬する高さとなる。
The
図2に示される本発明例2においても、前記本発明例1の場合と同様に、側孔2を通過する溶鋼6は周方向流速を付与され、内径の絞られた上ノズル8およびスライディングゲート9を通過する際に、角運動量保存の法則に従って周方向流速を増し、浸漬ノズル4内に強い旋回流を形成する。浸漬ノズル4内に形成された旋回流は、遠心力の作用により浸漬ノズル4の下端近傍の2つの吐出孔から均一に、そして均等に吐出し、安定した鋳型内流動を形成する。
Also in the present invention example 2 shown in FIG. 2, the
また、上ノズル8の内周部よりArガスを吹き込む場合には、溶鋼6に作用する遠心力によりこのArガスが逆円錐状の気泡膜を形成するので、この気泡膜を横切って流下する溶鋼6中の非金属介在物は、効果的に気泡に捕捉され、気泡とともに鋳型11内で浮上し除去される効果も生じる。Arガスはスライディングゲート9から吹き込んでも同様の効果が得られる。吹き込み場所にかかわらず、内周部の一部ではなく全周から吹き込むことによってこの効果を高めることができる。
In addition, when Ar gas is blown from the inner peripheral portion of the
上述した鋳型内流動の安定化効果は、鋳型内の溶鋼流速を適正な範囲に制御することを容易にするので、清浄な鋼を得るのに好適である。加えて、上述した気泡による介在物の捕捉および浮上効果も、鋼の清浄化を促進する。さらに、旋回流が形成されると、浸漬ノズル4の内壁近傍の流れが安定するので、非金属介在物の付着による浸漬ノズルの閉塞が生じにくい。
The effect of stabilizing the flow in the mold described above makes it easy to control the molten steel flow rate in the mold within an appropriate range, and is therefore suitable for obtaining clean steel. In addition, the inclusion trapping and levitation effect due to the bubbles described above also promotes steel cleaning. Further, when the swirl flow is formed, the flow in the vicinity of the inner wall of the
本発明例2においては、ストッパーロッド14が存在するので、旋回流に起因する渦の発生が防止され、タンディッシュ5内のスラグが鋳型11内に持ち込まれる可能性は非常に低い。また、定常鋳造中は、スライディングゲート9の開度を全開として流路断面を真円形状とし、ストッパーロッド14の高さによって鋳型内へ流出する溶鋼流量を制御することができる。その場合、周方向に均等な旋回流を浸漬ノズル4内に形成することが可能となる。このような周方向に均等な旋回流は、本発明例1に比べてさらに均等かつ安定した鋳型内での溶鋼流動をもたらす。
In Example 2 of the present invention, since the
(本発明例3)
図3は、前述したとおり、本発明の方法を実施するための別の連続鋳造装置を模式的に示す図であり、同図(a)は、同図(b)におけるA−A断面図を表し、同図(b)は連続鋳造装置の縦断面図を表す。同図に示す実施例は、前記第1発明、第2発明および第4発明で規定するいずれの条件をも満たす実施例である。(Invention Example 3)
FIG. 3 is a diagram schematically showing another continuous casting apparatus for carrying out the method of the present invention as described above, and FIG. 3 (a) is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 3 (b). FIG. 2B shows a longitudinal sectional view of the continuous casting apparatus. The embodiment shown in the figure is an embodiment that satisfies any of the conditions defined in the first invention, the second invention, and the fourth invention.
同図に示すとおり、中空円錐台状の耐火物製構造体1は、側孔2が開口している部位において、内径が側孔2の下端部で550mm、側孔2の上端部で400mmである。側孔2が開口している部位において、外径が側孔2の下端部で700mm、側孔2の上端部で550mmである。また、内面高さは140mm、全高が180mmである。耐火物製構造体1の材質は、アルミナ−マグネシア系耐火物である。側孔2が開口している部位における平均内径2Rは(550[mm]+400[mm])/2より475mmであり、平均内半径Rは237.5mmである。
As shown in the figure, the hollow frustum-shaped
耐火物製構造体1の側壁には、同図(a)に示すとおり、耐火物製構造体の内面において、仮想線X1〜X4に対して中心軸Y1〜Y4がそれぞれ傾斜角度θ1=55°をなし、高さが100mm、幅が100mmの側孔2が円周方向に4個設けられている。すなわち、側孔2の総開口面積Sは、S=100[mm]×100[mm]×4[個]より40000mm2である。定常鋳造中の溶鋼流量速度Qは60m3/hrである。したがって、前記(1)式で表される指標Pの値は、P=R×Q/S×Sinθ1=237.5[mm]×60[m3/hr]/40000[mm2]×0.819より0.081m2/sである。On the side wall of the
指標T(T=側孔部側壁の厚さ/側孔の幅)の値は、75[mm]/100[mm]=0.75であり、溶鋼の側孔通過平均流速Q/S=0.417m/sに対する適正値(T:0.5以上)である。 The value of the index T (T = side hole side wall thickness / side hole width) is 75 [mm] / 100 [mm] = 0.75, and the side hole passage average flow velocity Q / S = 0 of the molten steel. It is an appropriate value (T: 0.5 or more) for 417 m / s.
また、中空円錐台の上端部7には開口部がない。定常操業時のタンディッシュ5内の湯面高さは、耐火物製構造体1が完全に浸漬する高さとなる。
Further, the
図3に示される本発明例3においても、前記本発明例1の場合と同様に、側孔2を通過する溶鋼6は周方向流速を付与され、内径の絞られた上ノズル8およびスライディングゲート9を通過する際に、角運動量保存の法則に従って周方向流速を増し、浸漬ノズル4内に強い旋回流を形成する。浸漬ノズル4内に形成された旋回流は、遠心力の作用により浸漬ノズル4の下端近傍の2つの吐出孔から均一に、そして均等に吐出し、安定した鋳型内流動を形成する。
Also in the present invention example 3 shown in FIG. 3, as in the case of the above-described invention example 1, the
また、上ノズル8の内周部よりArガスを吹き込む場合には、溶鋼6に作用する遠心力によりこのArガスが逆円錐状の気泡膜を形成するので、この気泡膜を横切って流下する溶鋼6中の非金属介在物は、効果的に気泡に捕捉され、気泡とともに鋳型11内で浮上し除去される効果も生じる。Arガスはスライディングゲート9から吹き込んでも同様の効果が得られる。吹き込み場所にかかわらず、内周部の一部ではなく全周から吹き込むことによってこの効果を高めることができる。
In addition, when Ar gas is blown from the inner peripheral portion of the
上述した鋳型内流動の安定化効果は、鋳型内の溶鋼流速を適正な範囲に制御することを容易にするので、清浄な鋼を得るのに好適である。加えて、上述した気泡による介在物の捕捉および浮上効果も、鋼の清浄化を促進する。さらに、旋回流が形成されると、浸漬ノズル4の内壁近傍の流れが安定するので、非金属介在物の付着による浸漬ノズルの閉塞が生じにくい。
The effect of stabilizing the flow in the mold described above makes it easy to control the molten steel flow rate in the mold within an appropriate range, and is therefore suitable for obtaining clean steel. In addition, the inclusion trapping and levitation effect due to the bubbles described above also promotes steel cleaning. Further, when the swirl flow is formed, the flow in the vicinity of the inner wall of the
本発明例3においては、中空円錐台の上端部7に開口部がないので、旋回流に起因する渦の発生が防止され、タンディッシュ5内のスラグが鋳型11内に持ち込まれる可能性は非常に低い。本発明例3は、本発明例1に比べて耐火物製構造体1が小さいので、低コストである。また、本発明例2に比べても、ストッパーロッド14を用いないので、低コストな点において優位である。
In Example 3 of the present invention, since there is no opening at the
上記の本発明例1〜本発明例3に示した本発明の溶融金属の連続鋳造方法は、耐火物製構造体1を設置しない通常の連続鋳造方法に比較して、浸漬ノズル4内に旋回流を形成できるので、浸漬ノズル4の内壁近傍の流動が安定化し、内壁への非金属介在物付着を抑制できる。したがって、本発明の方法は、鋳型内流動を安定化することを通じて、鋳片の高品質化および連続鋳造の生産性向上に対して大きな効果を発揮する。
The molten metal continuous casting method of the present invention shown in the above Invention Examples 1 to 3 is swirled in the
(比較例1)
図4は、本発明の比較例としての連続鋳造装置を模式的に示す図であり、同図(a)は、同図(b)におけるA−A断面図を表し、同図(b)は連続鋳造装置の縦断面図を表す。同図に示す連続鋳造装置において、前記図2に示す連続鋳造装置と実質的に同一の部分には同一の符号を付した。同図に示す実施例は、前記第1発明で規定する条件を満たさない実施例である。(Comparative Example 1)
FIG. 4 is a diagram schematically showing a continuous casting apparatus as a comparative example of the present invention. FIG. 4 (a) shows a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 4 (b), and FIG. The longitudinal cross-sectional view of a continuous casting apparatus is represented. In the continuous casting apparatus shown in the figure, the same reference numerals are given to the substantially same parts as those in the continuous casting apparatus shown in FIG. The embodiment shown in the figure is an embodiment that does not satisfy the conditions defined in the first invention.
同図に示すとおり、中空円錐台状の耐火物製構造体1は、側孔2が開口している部位において、内径が側孔2の下端部で600mm、側孔2の上端部で400mmである。また、側孔2が開口している部位において、外径が側孔2の下端部で700mm、側孔2の上端部で500mmである。さらに、内面高さが350mm、全高が400mmであり、アルミナ−マグネシア系耐火物で構成されている。側孔2が開口している部位における平均内径2Rは(600[mm]+400[mm])/2より500mmであり、平均内半径Rは250mmである。
As shown in the figure, the hollow frustum
耐火物製構造体1の側壁には、同図(a)に示すとおり、耐火物製構造体の内面において、仮想線X1〜X8に対して中心軸Y1〜Y8がそれぞれ傾斜角度θ1=55°をなし、高さが250mm、幅が100mmの側孔2が円周方向に8個設けられている。すなわち、側孔2の総開口面積Sは、S=250[mm]×100[mm]×8[個]より200000mm2である。定常鋳造中の溶鋼流量速度Qは32m3/hrである。したがって、前記(1)式で表される指標Pの値は、P=R×Q/S×Sinθ1=250[mm]×32[m3/hr]/200000[mm2]×0.819より0.009m2/sであり、本発明で規定する範囲よりも小さい値である。On the side wall of the
指標T(T=側孔部側壁の厚さ/側孔の幅)の値は、50[mm]/100[mm]=0.5であり、溶鋼の側孔通過平均流速Q/S=0.044m/sに対する適正値(T:1.0以上)に比べて小さすぎる値である。 The value of the index T (T = side hole portion side wall thickness / side hole width) is 50 [mm] / 100 [mm] = 0.5, and the side hole passage average flow velocity Q / S = 0 of the molten steel. 0.04 m / s is a value that is too small as compared with an appropriate value (T: 1.0 or more).
また、中空円錐台の上端部7には直径110mmの開口部があり、その開口部を通して直径100mmのストッパーロッド14がタンディッシュ5の上方から上ノズル8の近傍まで挿入されている。定常操業時のタンディッシュ5内の湯面高さは、耐火物製構造体1が完全に浸漬する高さとなる。
The
図4に示される比較例1においては、側孔2を通過した溶鋼6は周方向流速を付与され、内径の絞られた上ノズル8およびスライディングゲート9を通過する際に、角運動量保存の法則に従って周方向流速を増し、浸漬ノズル4内に旋回流を形成する。しかしながら、上述のように指標Pの値や指標Tの値が本発明の規定範囲を外れて小さいため、十分な強さの旋回流を形成することができない。
In Comparative Example 1 shown in FIG. 4, the
(比較例2)
図5は、本発明の比較例としての別の連続鋳造装置を模式的に示す図であり、同図(a)は、同図(b)におけるA−A断面図を表し、同図(b)は連続鋳造装置の縦断面図を表す。同図に示す連続鋳造装置において、前記図1に示す連続鋳造装置と実質的に同一の部分には同一の符号を付した。同図に示す実施例は、前記第1発明〜第3発明で規定する条件を満たさない実施例である。(Comparative Example 2)
FIG. 5 is a view schematically showing another continuous casting apparatus as a comparative example of the present invention. FIG. 5 (a) is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 5 (b), and FIG. ) Represents a longitudinal sectional view of the continuous casting apparatus. In the continuous casting apparatus shown in the figure, the same reference numerals are given to substantially the same parts as those in the continuous casting apparatus shown in FIG. The embodiment shown in the figure is an embodiment that does not satisfy the conditions defined in the first to third inventions.
中空円筒状の耐火物製構造体1は、側孔が開口している部分を含め、内径が400mm、外径が550mmであり、全体の高さが1250mmであり、アルミナ−シリカ系耐火物で構成されている。すなわち側孔2が開口している部位における平均内半径Rは200mmである。連続鋳造の定常操業時におけるタンディッシュ5内の湯面高さは、耐火物製構造体1の上端部7よりも100mm下部にある。
The hollow cylindrical
耐火物製構造体1の側壁には、同図(a)に示すとおり、耐火物製構造体の内面において、仮想線X1〜X3に対して中心軸Y1〜Y3がそれぞれ傾斜角度θ1=40°をなし、高さが80mm、幅が80mmの側孔2が円周方向に3個設けられている。すなわち、側孔2の総開口面積Sは、S=80[mm]×80[mm]×3[個]より19200mm2である。定常鋳造中の溶鋼流量速度Qは65m3/hrである。したがって、前記(1)式で表される指標Pの値は、P=R×Q/S×Sinθ1=200[mm]×65[m3/hr]/19200[mm2]×0.643より0.121m2/sであり、本発明で規定する範囲よりも大きい値である。On the side wall of the
指標T(T=側孔部側壁の厚さ/側孔の幅)の値は、75[mm]/80[mm]=0.938であり、溶鋼の側孔通過平均流速Q/S=0.940m/sに対する適正値(T:0.5以上)に対して十分に大きな値である。 The value of the index T (T = side hole side wall thickness / side hole width) is 75 [mm] / 80 [mm] = 0.938, and the side hole passage average flow velocity Q / S = 0 of the molten steel It is a sufficiently large value with respect to an appropriate value (T: 0.5 or more) for 940 m / s.
図5に示される比較例2において、側孔2を通過した溶鋼6は、周方向流速を付与され、内径の絞られた上ノズル8およびスライディングゲート9を通過する際に、角運動量保存の法則に従って周方向流速を増し、浸漬ノズル4内において旋回流を形成する。しかしながら、上述のように指標Pの値が過大であるため、旋回流が強すぎることがエネルギー効率の低下を引き起こす。さらに、浸漬ノズル4が振動する問題が生じる。
In the comparative example 2 shown in FIG. 5, the
本発明の方法は、ネジリ板状旋回羽根を内部に有する旋回流付与浸漬ノズルの欠点であるノズル閉塞を起こすことなく、浸漬ノズル内の溶融金属に旋回流を形成し、旋回流付与浸漬ノズルが有する、鋳型内溶融金属の優れた流動安定性や、非金属介在物の除去などの効果を発揮して、安定した連続鋳造操業および鋳片の品質向上を達成することができる。したがって、本発明の溶融金属の連続鋳造方法は、安価な設備と簡便な方法により連続鋳造の安定化および金属鋳片の高清浄度化を目指す鋳造分野において広範に適用できる技術である。 The method of the present invention forms a swirl flow in the molten metal in the immersion nozzle without causing nozzle clogging, which is a defect of the swirl flow swirl nozzle having a twisted plate-shaped swirl blade inside. By exhibiting the excellent flow stability of the molten metal in the mold and the removal of non-metallic inclusions, it is possible to achieve stable continuous casting operation and improved quality of the slab. Therefore, the molten metal continuous casting method of the present invention is a technique that can be widely applied in the casting field aiming at stabilization of continuous casting and high cleanliness of metal cast pieces by inexpensive equipment and a simple method.
1:耐火物製構造体、 2:側孔、 3:耐火物製構造体の軸、
4:浸漬ノズル、
5:タンディッシュ、 51:タンディッシュ耐火物、
52:タンディッシュ鉄皮、
6:溶融金属(溶鋼)、 7:耐火物製構造体の上端部、 8:上ノズル、
9:スライディングゲート、 10:不活性ガス、 11:鋳型、
12:凝固シェル、
13:モールドパウダー、 14:ストッパーロッド、
O:水平方向の円形断面の中心、 X1〜X8:放射状に伸びる仮想線、
Y1〜Y8:側孔の中心軸、 θ1:側孔の傾斜角度1: refractory structure, 2: side hole, 3: refractory structure shaft,
4: Immersion nozzle,
5: Tundish, 51: Tundish refractory,
52: Tundish iron skin,
6: Molten metal (molten steel), 7: Upper end of refractory structure, 8: Upper nozzle,
9: sliding gate, 10: inert gas, 11: mold,
12: solidified shell,
13: Mold powder, 14: Stopper rod,
O: center of a circular section in the horizontal direction, X1 to X8: imaginary lines extending radially,
Y1 to Y8: central axis of side hole, θ1: angle of inclination of side hole
Claims (4)
前記耐火物製構造体の水平方向の円形断面の中心から放射状に伸びる仮想線と、前記耐火物製構造体の内面との交点において前記側孔の中心軸が交わり、該交点において、該仮想線に対して傾斜した前記側孔の中心軸がなす角度が角度θ1であり、
前記タンディッシュ内の溶融金属を、前記耐火物製構造体の外面に開口した前記側孔の入側開口部から前記耐火物製構造体の内面に開口した出側開口部に向かって通過させることにより、前記タンディッシュから前記浸漬ノズル内に供給される溶融金属に周方向流速を付与して旋回流を形成し、
前記側孔が開口している部分における前記水平方向の円形断面の平均内径2Rが250mm〜1200mm、前記側孔の高さが30mm〜500mm、および前記角度θ1が15°〜80°であり、
前記溶融金属の流量速度Qと、前記側孔の総開口面積Sと、前記側孔が開口している部分における前記水平方向の円形断面の平均内半径Rと、前記角度θ1とから成り、下記(1)式で表される指標Pが、0.015m2/s≦P≦0.100m2/sを満足することを特徴とする、溶融金属の連続鋳造方法。
P=R×Q/S×Sinθ1 …(1)A hollow cylindrical, conical or frustoconical refractory structure with one or more side holes in the side wall above the immersion nozzle in the tundish with the axis of the refractory structure vertical A molten metal continuous casting method for supplying molten metal from the tundish into an immersion nozzle,
The imaginary line extending radially from the center of the horizontal cross section of the refractory structure and the inner axis of the refractory structure intersects the central axis of the side hole, and at the intersection, the phantom line The angle formed by the central axis of the side hole inclined with respect to the angle is the angle θ1;
The molten metal in the tundish is allowed to pass from the entrance side opening of the side hole opened on the outer surface of the refractory structure to the exit side opening opened on the inner surface of the refractory structure. By providing a circumferential flow velocity to the molten metal supplied from the tundish into the immersion nozzle to form a swirling flow,
The average inner diameter 2R of the horizontal circular cross section in the portion where the side hole is open is 250 mm to 1200 mm, the height of the side hole is 30 mm to 500 mm, and the angle θ1 is 15 ° to 80 °,
The molten metal flow rate Q, the total opening area S of the side holes, the average inner radius R of the horizontal circular cross section in the portion where the side holes are open, and the angle θ1, The index P represented by the formula (1) satisfies 0.015 m 2 /s≦P≦0.100 m 2 / s, and is a molten metal continuous casting method.
P = R × Q / S × Sin θ1 (1)
Q/Sが0.05m/s未満の時:Tが1.0以上、
Q/Sが0.05m/s以上0.1m/s未満の時:Tが0.8以上、
Q/Sが0.1m/s以上0.4m/s未満の時:Tが0.6以上、
Q/Sが0.4m/s以上1.2m/s未満の時:Tが0.5以上、および
Q/Sが1.2m/s以上の時:Tが0.4以上。The relationship between the index T expressed by the thickness of the side hole portion side wall / the width of the side hole, the flow rate Q of the molten metal, and the total opening area S of the side hole satisfies the following condition. The method for continuous casting of molten metal according to claim 1, characterized in that it is characterized in that
When Q / S is less than 0.05 m / s: T is 1.0 or more,
When Q / S is 0.05 m / s or more and less than 0.1 m / s: T is 0.8 or more,
When Q / S is 0.1 m / s or more and less than 0.4 m / s: T is 0.6 or more,
When Q / S is 0.4 m / s or more and less than 1.2 m / s: T is 0.5 or more, and when Q / S is 1.2 m / s or more: T is 0.4 or more.
前記耐火物製構造体の上端部に開口部が設けられ、該開口部を通じて前記タンディッシュの上部から耐火物製ストッパーロッドが挿入されていることを特徴とする、請求項1または2に記載の溶融金属の連続鋳造方法。The entire refractory structure is immersed in the molten metal in the tundish,
3. The refractory structure according to claim 1, wherein an opening is provided at an upper end portion of the refractory structure, and a refractory stopper rod is inserted from above the tundish through the opening. A method for continuous casting of molten metal.
前記耐火物製構造体の上端部に開口部が設けられていないことを特徴とする、請求項1または2に記載の溶融金属の連続鋳造方法。The entire refractory structure is immersed in the molten metal in the tundish,
3. The molten metal continuous casting method according to claim 1, wherein an opening is not provided at an upper end portion of the refractory structure.
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JP6331810B2 (en) * | 2014-07-18 | 2018-05-30 | 新日鐵住金株式会社 | Metal continuous casting method |
PL3317034T3 (en) * | 2015-07-02 | 2020-09-07 | Vesuvius U S A Corporation | Tundish outlet modifier |
CN105965003B (en) * | 2016-07-05 | 2018-05-29 | 东北大学 | A kind of mouth of a river whirlwind generator and mouth of a river eddy flow continuous cast method |
CN108247033B (en) * | 2018-01-17 | 2020-07-21 | 武汉科技大学 | Rotational flow water feeding port for continuous casting tundish |
CN109108240A (en) * | 2018-10-31 | 2019-01-01 | 武汉科技大学 | A kind of continuous casting production air swirl filling pipe end brick cup |
KR102184274B1 (en) * | 2019-03-04 | 2020-11-30 | 경북대학교 산학협력단 | Apparatus for preventing entrainment of floating matters on free surfaces of ladle and tundish during continuous casting process |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS54125134A (en) * | 1978-03-24 | 1979-09-28 | Nippon Steel Corp | Prevention of nozzle clogging for casting |
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JPS632540A (en) * | 1986-06-23 | 1988-01-07 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Molten metal vessel having molten metal flowing hole |
JPS6316856A (en) * | 1986-07-09 | 1988-01-23 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Molten metal container provided with molten metal outflow port |
JP3027645B2 (en) * | 1991-12-18 | 2000-04-04 | 日新製鋼株式会社 | Immersion nozzle for continuous casting |
DE69819931T2 (en) | 1997-09-22 | 2004-07-29 | Katsukiyo Marukawa | immersion nozzle |
JP3207793B2 (en) | 1997-10-21 | 2001-09-10 | 品川白煉瓦株式会社 | Immersion nozzle for continuous casting |
JPH11239852A (en) * | 1998-02-24 | 1999-09-07 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Immersion nozzle for continuous casting and continuous casting method |
JP3515762B2 (en) | 2001-02-21 | 2004-04-05 | 住友金属工業株式会社 | Immersion nozzle for continuous casting and continuous casting method |
CN100398229C (en) * | 2004-01-23 | 2008-07-02 | 住友金属工业株式会社 | Immersion nozzle for continuous casting and continuous casting method using the immersion nozzle |
JP4419934B2 (en) * | 2005-09-07 | 2010-02-24 | 住友金属工業株式会社 | Method for continuous casting of molten metal |
JP4670762B2 (en) * | 2006-07-27 | 2011-04-13 | 住友金属工業株式会社 | Method for continuous casting of molten metal |
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