JPWO2011055484A1 - Method for continuous casting of molten metal - Google Patents

Method for continuous casting of molten metal Download PDF

Info

Publication number
JPWO2011055484A1
JPWO2011055484A1 JP2011539256A JP2011539256A JPWO2011055484A1 JP WO2011055484 A1 JPWO2011055484 A1 JP WO2011055484A1 JP 2011539256 A JP2011539256 A JP 2011539256A JP 2011539256 A JP2011539256 A JP 2011539256A JP WO2011055484 A1 JPWO2011055484 A1 JP WO2011055484A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
molten metal
refractory structure
side hole
tundish
flow
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2011539256A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5440610B2 (en
Inventor
塚口 友一
友一 塚口
真理子 後
真理子 後
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp filed Critical Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp
Priority to JP2011539256A priority Critical patent/JP5440610B2/en
Publication of JPWO2011055484A1 publication Critical patent/JPWO2011055484A1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5440610B2 publication Critical patent/JP5440610B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/50Pouring-nozzles
    • B22D41/507Pouring-nozzles giving a rotating motion to the issuing molten metal
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/10Supplying or treating molten metal
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/10Supplying or treating molten metal
    • B22D11/103Distributing the molten metal, e.g. using runners, floats, distributors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/08Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like for bottom pouring

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 Patent Document 1 or Patent Document 2 is known. Patent Document 1 describes an immersion nozzle including a twisted plate-like component for imparting swirl to a molten steel flow. Patent Document 2 discloses an immersion nozzle having a torsion plate-type swirl blade installed therein, and the swirl blade twist pitch, swirl blade twist angle, swirl blade outer diameter, and swirl blade thickness are within a predetermined range. A continuous casting immersion nozzle that squeezes the inner diameter between the lower end of the swirling blade and the discharge hole, defines the cross-sectional area after squeezing, and keeps the required head predicted value between the tundish and the mold within the appropriate range. Have been described.

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 Patent Document 3, or an immersion nozzle having a step on the nozzle inner diameter as disclosed in Patent Document 4 is known. . In the above-mentioned Patent Document 3, a nozzle main body positioned inside the slab short side wall, a discharge hole formed in the side wall of the nozzle main body and opened downward toward the slab short side wall, and a bottom concave shape of the nozzle main body are formed. In a continuous casting nozzle having a box, a continuous casting immersion nozzle is disclosed in which the ratio between the depth and inner diameter of the box and the discharge angle of the discharge holes are defined. And in patent document 4, the refractory material which comprises the part which contact | connects molten steel contains graphite, In the nozzle for continuous casting which has a plurality of level | step difference structures in which the level | step difference structure site | part has length in a nozzle inner hole part An immersion nozzle is disclosed in which the minimum inner diameter, the minimum cross-sectional area, and the cross-sectional area of the discharge hole are defined with respect to the passing amount of molten steel.

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 Patent Document 1 or 2 (hereinafter also referred to as “swirl flow imparting immersion nozzle”) is a practical measure that can stabilize the flow in the mold. Its effectiveness has been confirmed. However, when casting molten metal containing a large amount of non-metallic inclusions, it is difficult to continuously cast a large amount of molten metal because non-metallic inclusions are likely to adhere to the swirl vanes provided in the nozzle. There is.

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 Patent Document 3 is used, the surface flow velocity in the mold does not increase even if the casting speed is increased, and it is said that the entrainment of mold powder can be effectively prevented. In actual operation, it is difficult to obtain a stable entrainment preventing effect. The immersion nozzle disclosed in Patent Document 4 prevents clogging of the immersion nozzle due to alumina adhesion, and suppresses the drift of molten steel in the immersion nozzle, thereby making the flow in the mold uniform, improving slab quality, and breaking It aims to prevent out. However, even if such a nozzle is used, nozzle clogging is likely to occur in an actual casting operation, and it is difficult to obtain a stable drift suppression effect.

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 Patent Document 5 and Patent Document 6. These inventions provide a simple and effective swirl flow imparting mechanism for forming a swirl flow of molten metal in the tundish, which is a disadvantage of the swirl flow imparting immersion nozzle having the swirl vanes described above. It eliminates clogging. As a result, the flow of the molten metal in the mold is stabilized, and stable casting operation and improvement in the quality of the slab can be expected.

WO99/15291号公報WO99 / 15291 特開2002−239690号公報JP 2002-239690 A 特許第3027645号公報Japanese Patent No. 3027645 特許第3207793号公報Japanese Patent No. 3207793 特開2007−69236号公報JP 2007-69236 A 特開2008−300069号公報JP 2008-300069 A

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 Patent Document 5 and Patent Document 6 do not necessarily have an effect of stabilizing the flow of molten metal in the mold. .

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 Patent Document 5 and Patent Document 6. Is to provide.

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、Al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、Al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、0.015m/s≦P≦0.100m/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.

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、図1(a)は、図1(b)におけるA−A断面図を表し、図1(b)は連続鋳造装置の縦断面図を表す。FIG. 1 is a view 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. 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り、図2(a)は、図2(b)におけるA−A断面図を表し、図2(b)は連続鋳造装置の縦断面図を表す。FIG. 2 is a view schematically showing another continuous casting apparatus for carrying out the method of the present invention. FIG. 2 (a) is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. (B) represents the longitudinal cross-sectional view of a continuous casting apparatus. 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り、図3(a)は、図3(b)におけるA−A断面図を表し、図3(b)は連続鋳造装置の縦断面図を表す。FIG. 3 is a view schematically showing another continuous casting apparatus for carrying out the method of the present invention. FIG. 3 (a) is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. (B) represents the longitudinal cross-sectional view of a continuous casting apparatus. 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、図4(a)は、図4(b)におけるA−A断面図を表し、図4(b)は連続鋳造装置の縦断面図を表す。FIG. 4 is a diagram schematically showing a continuous casting apparatus as a comparative example of the present invention, in which FIG. 4 (a) represents a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 4 (b), and FIG. The longitudinal cross-sectional view of a continuous casting apparatus is represented. 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、図5(a)は、図5(b)におけるA−A断面図を表し、図5(b)は連続鋳造装置の縦断面図を表す。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.

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、0.015m/s≦P≦0.100m/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 tundish 5 above the submerged nozzle 4, the center of the hole outlet is located on virtual lines X1 to X5 extending radially from the center O of the horizontal circular section, and the virtual lines X1 to X5 A hollow cylindrical refractory structure 1 in which one or more side holes 2 that are opened by inclining the directions of the central axes Y1 to Y5 of the holes are provided on the side wall is disposed. The axis 3 of the refractory structure is vertical. When the molten metal 6 in the tundish 5 passes through the side holes 2 and flows into the refractory structure 1, the molten metal 6 is given a circumferential velocity component to form a swirling flow and is immersed from the tundish 5. It is supplied to the mold 11 through the nozzle 4.

(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、0.015m/s≦P≦0.100m/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 refractory structure 1 made from a hollow cylindrical, cone shape, or truncated cone shape refractory body in which one or more side holes 2 are provided in the side wall. It is a continuous casting method of molten metal that is arranged above the immersion nozzle 4 in the tundish 5 with the axis of the manufacturing structure 1 being vertical, and supplying the molten metal 6 from the tundish 5 into the immersion nozzle 4. An imaginary line X1 to XN (where N represents the number of imaginary lines) radially extending from the center O of the horizontal circular section of the refractory structure 1 has a center on the exit side of the hole, The side hole 2 is formed by inclining the direction of the central axis of the hole with respect to the lines X1 to XN by the angle θ1, and the molten metal 6 in the tundish 5 is opened to the outer surface of the refractory structure 1 Passes from the entrance side opening of the hole 2 toward the exit side opening that opens to the inner surface of the refractory structure 1 By applying a circumferential flow velocity to the molten metal supplied from the tundish 5 into the immersion nozzle 4 to form a swirling flow, and the average of the horizontal circular cross section in the portion where the side hole 2 is open The inner diameter 2R is 250 mm to 1200 mm, the side hole height is 30 mm to 500 mm, the angle θ1 is 15 ° to 80 °, the molten metal flow rate Q, the total opening area S of the side holes, and the side holes are open. The index P which consists of the average inner radius R of the circular cross section in the horizontal direction and the angle θ1 in the portion that is represented by the above equation (1) is 0.015 m 2 /s≦P≦0.100 m This is a molten metal continuous casting method that satisfies 2 / s.

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 refractory structure 1 includes the side holes 2 having the inclination angle θ1, a circumferential flow velocity component can be imparted to the molten metal 6 to form a swirling flow. The number of the side holes 2 having the inclination angle θ1 may be one, but from the viewpoint of dispersing the risk of clogging by non-metallic inclusions contained in the molten metal 6, the entire side of the refractory structure 1 is distributed. It is preferable that there are a plurality. A plurality of side holes 2 may be provided on the entire circumference of the refractory structure 1 and in a plurality of stages in the height direction of the refractory structure 1 (axis 3 direction). However, when a plurality of side holes 2 are provided, it is preferable to provide the side holes 2 at the same height from the viewpoint of not unnecessarily increasing the height of the refractory structure 1.

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 side holes 2 provided may be the same or may vary within a certain range. However, it is preferable that the rotational direction of the swirl flow applied to the molten metal 6 is the same. Further, the partition wall of the side hole 2 may be a thin fin shape and may have a shape having a large number of side holes in the circumferential direction of the refractory structure 1.

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 side hole 2 has a size that allows foreign matter having a maximum particle size in the molten metal of about 30 mm to pass through. The upper and lower inner wall surfaces of the side hole 2 may be horizontal or inclined. However, the height of the lower end of the side hole 2 should be low enough to prevent the molten metal 6 from remaining in the tundish 5 at the end of casting and causing a decrease in yield, that is, a height within 200 mm from the bottom of the tundish. Is preferred.

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 refractory structure 1 may or may not be provided with an upper lid. When an upper cover is provided on the upper end 7 of the refractory structure 1, limiting the internal height of the refractory structure 1 to 150 mm or less from the upper end of the side hole 2 attenuates the swirling flow formed. It is preferable from the viewpoint of not making it happen.

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 refractory structure 1 is open, the molten metal 6 in the tundish 5 (the upper outside of the refractory structure 1) is placed inside the refractory structure 1. It is driven and rotated by the swirling flow of the formed molten metal 6. In this case, since the angular kinetic energy of the swirling flow is consumed for this driving, the swirling flow of the molten metal 6 inside the refractory structure 1 is weakened. This energy consumption increases as the opening area at the upper end of the refractory structure 1 increases. Therefore, when the upper cover 7 is not provided on the upper end portion 7 of the refractory structure 1, the side hole 2 is provided on the inner diameter above the height at which the side hole 2 is provided from the viewpoint of not attenuating the swirling flow. It is preferable to reduce the inner diameter of the portion below the height being 50 mm to 200 mm. Furthermore, when the upper lid is not provided, it is preferable from the viewpoint of preventing the tundish slag from being mixed into the refractory structure 1 to make the height of the upper end 7 higher than the height of the hot water surface in the tundish 5. .

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 side hole 2 of the refractory structure 1 is opened is in the range of 250 mm to 1200 mm. The reason is that if the average inner diameter 2R is less than 250 mm, it is too small as a swirling flow imparting mechanism, so that it is difficult to obtain a sufficient angular momentum. Problems such as clogging of the molten metal and increase in frictional resistance of the molten metal 6 occur. In addition, if the average inner diameter 2R exceeds 1200 mm, the swirl flow imparting mechanism becomes excessive, so that not only the cost of the refractory structure 1 is increased, but a dedicated tundish is required, which increases the cost of casting equipment. Because it invites.

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 refractory structure 1 is preferably a perfect circle, but the same effect can be obtained even if it is a polygon or an ellipse. In that case, the average value of the distance from the center is regarded as the average inner diameter 2R. However, when the cross-sectional shape is not a perfect circle, the energy efficiency of the swirl flow formation is reduced as compared with a perfect circle.

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 side hole 2 of the refractory structure 1 is in the range of 30 mm to 500 mm. This is because if the height of the side hole 2 provided in the refractory structure 1 is less than 30 mm, the flow path of the molten metal is too small and clogging is likely to occur. Further, if the height of the side hole 2 exceeds 500 mm, the flow area of the molten metal (cross-sectional area of the side hole 2) becomes excessive, and the flow rate of the molten metal passing through the side hole 2 is ensured and a sufficient angle is obtained. This is because it becomes difficult to obtain momentum. In addition, if the height of the side hole 2 exceeds 500 mm, the height of the refractory structure 1 is undesirably increased. A more preferable range of the height of the side hole 2 is 50 to 250 mm.

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 side hole 2 refers to the height of the side hole 2 itself when the side hole 2 is provided in only one step in the vertical direction, and the side hole 2 is provided in a plurality of steps side by side in the vertical direction. In this case, it indicates the total height of the side holes 2 in a plurality of stages (for example, when two stages of the side holes 2 having a height of 200 mm are provided, the height is 400 mm from 200 [mm] × 2. And). Further, when the cross-sectional shape of the side hole 2 is not rectangular, the maximum height is determined as the height of the side hole 2. Furthermore, when the heights of the plurality of side holes 2 provided in the circumferential direction are different, the average value of the heights of the side holes 2 is determined as the height of the side holes 2.

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 side hole 2 is preferably in the range of 30 mm to 200 mm. When the width of the side hole 2 is less than 30 mm, blockage is likely to occur, and when it exceeds 200 mm, the strength of the structure 1 decreases. Furthermore, if the width of the side hole 2 exceeds 200 mm, the cross-sectional area of the side hole 2 becomes excessive, and it becomes difficult for the value of the expression (1) to satisfy the specified range. When the cross-sectional shape of the side hole 2 is not rectangular, the maximum width is regarded as the width of the side hole 2.

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 side hole 2 is in the range of 15 ° to 80 °. The reason is that if the inclination angle θ1 of the side hole 2 provided in the refractory structure 1 is smaller than 15 °, the strength of the swirling flow applied is insufficient. In addition, if the inclination angle θ1 exceeds 80 °, the thickness of the side wall of the refractory structure 1 is reduced, which causes a problem in strength.

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、0.015m/s〜0.100m/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~0.100m 2 / s for the following reason.

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 side hole 2 inside the refractory structure 1. It was found that a swirl flow having an appropriate strength can be formed in the submerged nozzle by using the index P as an index of the angular momentum of the swirling flow of the molten metal and keeping the index P in an appropriate range.

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 refractory structure 1 is subjected to a restriction by a flow rate adjusting mechanism such as a stopper or a sliding gate before flowing into the immersion nozzle. The swirling flow damping behavior due to this restriction is complicated, and the stronger the swirling flow formed in the structure 1 (the larger the angular momentum), the more the phenomenon of receiving a significant damping occurs. That is, when the swirl flow formed in the structure 1 is too strong, the swirl flow is attenuated by the flow rate adjusting mechanism, and the energy efficiency of swirl flow formation is reduced.

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0.015m/s〜0.100m/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0.100m/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0.015m/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、0.020m/s〜0.085m/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~0.085m 2 / s.

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 side hole 2 when the two side walls of the side hole 2 are not parallel are described below. When the side wall of the side hole 2 is parallel, since the central axis of the side hole 2 and the side wall are parallel, the angle θ1 is the imaginary line at the outlet opening of the central axis of the side hole 2. It can be uniquely determined as an angle. Similarly, the width of the side hole 2 can be uniquely determined as the distance between the side walls. On the other hand, when the side walls of the side holes 2 are not parallel, the angle θ1 varies depending on how the central axis of the side holes 2 is determined, and the width of the side holes 2 varies depending on the angle θ1. In such a case, the angle θ1 and the width of the side hole 2 are determined as follows. Two parallel and straight lines in the side hole 2 that are sufficiently longer in the direction of the flow of the molten metal 6 than the side wall (longer than the entire length of the side hole 2) are in contact with the two side walls, respectively. Deploy. When the distance between the parallel lines is the widest, the line running through the center of the parallel lines is defined as the central axis of the side hole 2. And the angle which the center axis | shaft of a side hole makes with a virtual line in the exit side opening part of the side hole 2 is defined as angle (theta) 1. The interval between the parallel lines is the width of the side hole. The opening area of each side hole 2 is the area at the place where the cross section of the side hole 2 perpendicular to the central axis is the smallest.

(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 side hole 2 of the refractory structure 1 and the index T (T = side hole side wall thickness / side hole 2 width) satisfies the following condition. The molten metal continuous casting method according to the first aspect of the present invention.
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 side hole 2 is small, the function of imparting the circumferential flow velocity to the molten metal is deteriorated unless the side wall length is increased with respect to the width of the side hole. The minimum value of the index T (T = side hole side wall thickness / side hole 2 width), which is the ratio of the side wall length to the side hole width, is the above value. The upper limit of the index T is not particularly defined, but an excessive T causes the side wall thickness to be increased unnecessarily, leading to an increase in the size of the refractory structure 1. Therefore, the substantial upper limit of T is 2.0. Here, the thickness of the side hole portion side wall is a value obtained by dividing the difference between the outer diameter and the inner diameter of the refractory structure 1 in the portion where the side hole is formed by two.

(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 refractory structure 1 entirely immersed in the molten metal, and the refractory stopper rod 14 is formed from the upper part of the tundish through the opening. Is a molten metal continuous casting method according to the first or second invention.

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 refractory structure 1 is immersed in the molten metal, a swirling flow of the molten metal is generated inside the refractory structure 1, so that an opening is formed at the upper end of the refractory structure 1. If the slag is provided, a vortex extending from the molten metal surface to the immersion nozzle 4 is generated, and the slag on the molten metal surface in the tundish 5 is sucked and mixed into the mold 11. In order to avoid this phenomenon, it is effective to insert the stopper rod 14 made of refractory from the upper part of the tundish into the center of the circular cross section of the structure 1 made of refractory.

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 refractory structure 1 having an opening at the upper end may be any of a cylindrical shape, a conical shape, or a truncated cone shape. Further, from the viewpoint of making the refractory structure 1 compact, the inner surface height of the refractory structure 1 is the same as the upper end height of the side hole 2 or at most 150 mm above the upper end height of the side hole 2. It is preferable. The diameter of the opening provided in the upper lid of the refractory structure 1 is preferably 1 to 20 mm larger than the diameter of the stopper rod 14.

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 stopper rod 14 normally opens and closes the molten metal passage from the tundish 5 to the immersion nozzle 4, the stopper rod 14 is located several mm to several tens of mm above the bottom of the tundish 5 during casting. There is a lower end of the rod 14, and the upper end is connected to an elevating mechanism installed at the upper part of the tundish 5.

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 stopper rod 14 is used for the purpose of preventing the generation of vortices caused by the formation of the swirling flow. However, when the stopper rod 14 has a lifting / lowering function, it may be used for the hot water level control in the mold 11. Alternatively, it may be used only for opening and closing the molten metal passage at the start and end of casting. When the stopper rod 14 is used only for opening and closing the molten metal passage at the start and end of casting, it is provided between the immersion nozzle 4 and the upper nozzle 8 for controlling the level of the molten metal in the mold 11 during casting. It is preferable to use a sliding gate 9.

(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 refractory structure 1 entirely immersed in the molten metal. This is a continuous casting method for molten metal.

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 refractory structure 1 is immersed in the molten metal, a swirling flow of the molten metal is generated inside the refractory structure 1, so that an opening is formed at the upper end of the refractory structure 1. If the slag is provided, a vortex extending from the molten metal surface to the immersion nozzle 4 is generated, and the slag on the molten metal surface in the tundish 5 may be sucked and mixed into the mold 11 in some cases. In order to avoid this phenomenon, it is effective not to provide an opening at the upper end of the refractory structure 1.

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 refractory structure 1 has an inner diameter of 400 mm, an outer diameter of 550 mm, and a total height of 1200 mm, including the portion where the side holes are open. -Consists of silica-based refractories. That is, the average inner radius R at the portion where the side hole 2 is open is 200 mm. The height of the molten metal surface in the tundish 5 during the continuous operation of continuous casting is 200 mm lower than the upper end 7 of the refractory structure 1.

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72000mmである。定常鋳造中の溶鋼流量速度Qは60m/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[m/hr]/72000[mm]×0.643より0.030m/sである。On the side wall of the refractory structure 1, the central axes Y1 to Y5 are inclined at an angle θ1 = 40 ° with respect to the virtual lines X1 to X5 on the inner surface of the refractory structure as shown in FIG. 5 side holes 2 having a height of 180 mm and a width of 80 mm are provided in the circumferential direction. That is, the total opening area S of the side holes 2 is 72000 mm 2 from S = 180 [mm] × 80 [mm] × 5 [pieces]. The molten steel flow rate Q during steady casting is 60 m 3 / hr. Therefore, the value of the index P represented by the formula (1) is P = R × Q / S × Sin θ1 = 200 [mm] × 60 [m 3 / hr] / 72000 [mm 2 ] × 0.643 0.030 m 2 / s.

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 molten steel 6 is given a circumferential flow velocity by passing through the side hole 2, and when passing through the upper nozzle 8 and the sliding gate 9 with a narrowed inner diameter, the angular momentum is obtained. The circumferential flow velocity is increased according to the law of conservation, and a strong swirling flow is formed in the immersion nozzle 4. The swirl flow formed in the immersion nozzle 4 is uniformly and evenly discharged from the two discharge holes near the lower end of the immersion nozzle 4 by the action of centrifugal force, and forms a stable flow in the mold 11.

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-layer sliding gate 9, the Ar gas forms an inverted conical bubble film by the centrifugal force acting on the molten steel 6. In that case, the non-metallic inclusions in the molten steel 6 flowing down across the bubble film are effectively trapped in the bubbles, and also have the effect of floating and removing in the mold 11 together with the bubbles. The same effect can be obtained even if Ar gas is blown from the upper nozzle 8. Regardless of the blowing location, the effect can be enhanced by blowing from the entire circumference instead of a part of the inner circumference.

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 nozzle 4 is stabilized, so that the submerged nozzle is less likely to be blocked by adhesion of non-metallic inclusions.

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 refractory structure 1 shown in FIG. 1 has an upper end 7 higher than the hot water surface in the tundish 5 to prevent the slag in the tundish 5 from entering the inside. Therefore, even if a vortex is generated in the refractory structure 1, the slag in the tundish 5 is not caught in the mold 11.

(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 refractory structure 1 has an inner diameter of 550 mm at the lower end portion of the side hole 2 and 400 mm at the upper end portion of the side hole 2 in the portion where the side hole 2 is open. is there. In the portion where the side hole 2 is opened, the outer diameter is 700 mm at the lower end of the side hole 2 and 550 mm at the upper end of the side hole 2. Further, the inner surface height is 140 mm, and the total height is 180 mm. The material of the refractory structure 1 is an alumina-magnesia refractory. The average inner diameter 2R at the portion where the side hole 2 is open is 475 mm from (550 [mm] +400 [mm]) / 2, and the average inner radius R is 237.5 mm.

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40000mmである。定常鋳造中の溶鋼流量速度Qは50m/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[m/hr]/40000[mm]×0.819より0.068m/sである。On the side wall of the refractory structure 1, the central axes Y1 to Y4 are inclined at an angle θ1 = 55 ° with respect to the virtual lines X1 to X4 on the inner surface of the refractory structure as shown in FIG. 4 side holes 2 having a height of 100 mm and a width of 100 mm are provided in the circumferential direction. That is, the total opening area S of the side holes 2 is 40000 mm 2 from S = 100 [mm] × 100 [mm] × 4 [pieces]. The molten steel flow rate Q during steady casting is 50 m 3 / hr. Therefore, the value of the index P expressed by the equation (1) is P = R × Q / S × Sin θ1 = 237.5 [mm] × 50 [m 3 / hr] / 40000 [mm 2 ] × 0. 819 to 0.068 m 2 / s.

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 upper end portion 7 of the hollow truncated cone has an opening portion having a diameter of 110 mm, and a stopper rod 14 having a diameter of 100 mm is inserted from above the tundish 5 to the vicinity of the upper nozzle 8 through the opening portion. The height of the hot water surface in the tundish 5 during steady operation is a height at which the refractory structure 1 is completely immersed.

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 molten steel 6 passing through the side hole 2 is given a circumferential flow velocity, and the upper nozzle 8 and the sliding gate with a narrowed inner diameter are provided, as in the case of the present invention example 1. When passing 9, the circumferential flow velocity is increased according to the law of conservation of angular momentum, and a strong swirling flow is formed in the immersion nozzle 4. The swirl flow formed in the immersion nozzle 4 is uniformly and evenly discharged from the two discharge holes near the lower end of the immersion nozzle 4 by the action of centrifugal force, thereby forming a stable flow in the mold.

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 upper nozzle 8, the Ar gas forms an inverted conical bubble film by the centrifugal force acting on the molten steel 6, so that the molten steel flows down across the bubble film. The non-metallic inclusions in 6 are effectively trapped in the bubbles, and have the effect of floating and removing in the mold 11 together with the bubbles. The same effect can be obtained even when Ar gas is blown from the sliding gate 9. Regardless of the blowing location, this effect can be enhanced by blowing from the entire circumference instead of a part of the inner circumference.

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 immersion nozzle 4 is stabilized, so that the immersion nozzle is less likely to be blocked due to adhesion of non-metallic inclusions.

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 stopper rod 14 is present, the generation of vortex due to the swirling flow is prevented, and the possibility that the slag in the tundish 5 is brought into the mold 11 is very low. Further, during steady casting, the flow rate of the molten steel flowing out into the mold can be controlled by the height of the stopper rod 14 by making the opening of the sliding gate 9 fully open and the cross section of the flow path into a perfect circle. In that case, it is possible to form a swirl flow that is uniform in the circumferential direction in the immersion nozzle 4. Such a circumferentially uniform swirl flow provides a more uniform and stable molten steel flow in the mold as compared with the first example of the present invention.

(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 refractory structure 1 has an inner diameter of 550 mm at the lower end portion of the side hole 2 and 400 mm at the upper end portion of the side hole 2 in the portion where the side hole 2 is open. is there. In the portion where the side hole 2 is opened, the outer diameter is 700 mm at the lower end of the side hole 2 and 550 mm at the upper end of the side hole 2. Further, the inner surface height is 140 mm, and the total height is 180 mm. The material of the refractory structure 1 is an alumina-magnesia refractory. The average inner diameter 2R at the portion where the side hole 2 is open is 475 mm from (550 [mm] +400 [mm]) / 2, and the average inner radius R is 237.5 mm.

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40000mmである。定常鋳造中の溶鋼流量速度Qは60m/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[m/hr]/40000[mm]×0.819より0.081m/sである。On the side wall of the refractory structure 1, the central axes Y1 to Y4 are inclined at an angle θ1 = 55 ° with respect to the virtual lines X1 to X4 on the inner surface of the refractory structure as shown in FIG. 4 side holes 2 having a height of 100 mm and a width of 100 mm are provided in the circumferential direction. That is, the total opening area S of the side holes 2 is 40000 mm 2 from S = 100 [mm] × 100 [mm] × 4 [pieces]. The molten steel flow rate Q during steady casting is 60 m 3 / hr. Therefore, the value of the index P represented by the formula (1) is P = R × Q / S × Sin θ1 = 237.5 [mm] × 60 [m 3 / hr] / 40000 [mm 2 ] × 0. 819 to 0.081 m 2 / s.

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 upper end portion 7 of the hollow truncated cone has no opening. The height of the hot water surface in the tundish 5 during steady operation is a height at which the refractory structure 1 is completely immersed.

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 molten steel 6 passing through the side hole 2 is given a circumferential flow velocity, and the upper nozzle 8 and the sliding gate with a narrowed inner diameter are provided. When passing 9, the circumferential flow velocity is increased according to the law of conservation of angular momentum, and a strong swirling flow is formed in the immersion nozzle 4. The swirl flow formed in the immersion nozzle 4 is uniformly and evenly discharged from the two discharge holes near the lower end of the immersion nozzle 4 by the action of centrifugal force, thereby forming a stable flow in the mold.

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 upper nozzle 8, the Ar gas forms an inverted conical bubble film by the centrifugal force acting on the molten steel 6, so that the molten steel flows down across the bubble film. The non-metallic inclusions in 6 are effectively trapped in the bubbles, and have the effect of floating and removing in the mold 11 together with the bubbles. The same effect can be obtained even when Ar gas is blown from the sliding gate 9. Regardless of the blowing location, this effect can be enhanced by blowing from the entire circumference instead of a part of the inner circumference.

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 immersion nozzle 4 is stabilized, so that the immersion nozzle is less likely to be blocked due to adhesion of non-metallic inclusions.

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 upper end 7 of the hollow truncated cone, the generation of vortices due to the swirling flow is prevented, and the possibility that the slag in the tundish 5 is brought into the mold 11 is very high. Very low. Inventive Example 3 is low in cost because the refractory structure 1 is smaller than Inventive Example 1. Compared to Example 2 of the present invention, the stopper rod 14 is not used, which is advantageous in terms of low cost.

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 immersion nozzle 4 as compared with a normal continuous casting method in which the refractory structure 1 is not installed. Since a flow can be formed, the flow in the vicinity of the inner wall of the immersion nozzle 4 is stabilized, and adhesion of nonmetallic inclusions to the inner wall can be suppressed. Therefore, the method of the present invention exerts a great effect on improving the quality of slab and improving the productivity of continuous casting through stabilizing the flow in the mold.

(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 refractory structure 1 has an inner diameter of 600 mm at the lower end portion of the side hole 2 and 400 mm at the upper end portion of the side hole 2 in the portion where the side hole 2 is open. is there. Further, in the portion where the side hole 2 is opened, the outer diameter is 700 mm at the lower end portion of the side hole 2 and 500 mm at the upper end portion of the side hole 2. Furthermore, the inner surface height is 350 mm, the total height is 400 mm, and it is made of an alumina-magnesia refractory. The average inner diameter 2R at the portion where the side hole 2 is opened is 500 mm from (600 [mm] +400 [mm]) / 2, and the average inner radius R is 250 mm.

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200000mmである。定常鋳造中の溶鋼流量速度Qは32m/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[m/hr]/200000[mm]×0.819より0.009m/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 refractory structure 1, the central axes Y1 to Y8 are inclined at an inclination angle θ1 = 55 ° with respect to the virtual lines X1 to X8 on the inner surface of the refractory structure as shown in FIG. 8 side holes 2 having a height of 250 mm and a width of 100 mm are provided in the circumferential direction. That is, the total opening area S of the side holes 2 is 200000 mm 2 from S = 250 [mm] × 100 [mm] × 8 [pieces]. The molten steel flow rate Q during steady casting is 32 m 3 / hr. Therefore, the value of the index P represented by the formula (1) is P = R × Q / S × Sin θ1 = 250 [mm] × 32 [m 3 / hr] / 200000 [mm 2 ] × 0.819 It is 0.009 m 2 / s, which is a value smaller than the range defined in the present invention.

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 upper end portion 7 of the hollow truncated cone has an opening portion having a diameter of 110 mm, and a stopper rod 14 having a diameter of 100 mm is inserted from above the tundish 5 to the vicinity of the upper nozzle 8 through the opening portion. The height of the hot water surface in the tundish 5 during steady operation is a height at which the refractory structure 1 is completely immersed.

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 molten steel 6 that has passed through the side holes 2 is given a circumferential flow velocity, and when passing through the upper nozzle 8 and the sliding gate 9 with a narrowed inner diameter, the law of conservation of angular momentum. Accordingly, the circumferential flow velocity is increased to form a swirling flow in the immersion nozzle 4. However, as described above, since the value of the index P and the value of the index T are small outside the specified range of the present invention, a sufficiently strong swirl flow cannot be formed.

(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 refractory structure 1 has an inner diameter of 400 mm, an outer diameter of 550 mm, and an overall height of 1250 mm, including the portion where the side holes are open, and is an alumina-silica refractory. It is configured. That is, the average inner radius R at the portion where the side hole 2 is open is 200 mm. The height of the molten metal surface in the tundish 5 during the continuous operation of continuous casting is 100 mm lower than the upper end 7 of the refractory structure 1.

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19200mmである。定常鋳造中の溶鋼流量速度Qは65m/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[m/hr]/19200[mm]×0.643より0.121m/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 refractory structure 1, the central axes Y1 to Y3 are inclined at an angle θ1 = 40 ° with respect to the virtual lines X1 to X3 on the inner surface of the refractory structure as shown in FIG. 3 side holes 2 having a height of 80 mm and a width of 80 mm are provided in the circumferential direction. That is, the total opening area S of the side holes 2 is 19200 mm 2 from S = 80 [mm] × 80 [mm] × 3 [pieces]. The molten steel flow rate Q during steady casting is 65 m 3 / hr. Therefore, the value of the index P represented by the formula (1) is P = R × Q / S × Sin θ1 = 200 [mm] × 65 [m 3 / hr] / 19200 [mm 2 ] × 0.643 It is 0.121 m 2 / s, which is a value larger than the range defined in the present invention.

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 molten steel 6 that has passed through the side hole 2 is given a circumferential flow velocity, and when passing through the upper nozzle 8 and the sliding gate 9 with a narrowed inner diameter, the law of conservation of angular momentum. Accordingly, the circumferential flow velocity is increased and a swirling flow is formed in the immersion nozzle 4. However, since the value of the index P is excessive as described above, excessively strong swirling flow causes a decrease in energy efficiency. Furthermore, the problem that the immersion nozzle 4 vibrates arises.

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)

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、0.015m/s≦P≦0.100m/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)
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、請求項1に記載の溶融金属の連続鋳造方法。
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、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、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.
JP2011539256A 2009-11-06 2010-10-01 Method for continuous casting of molten metal Active JP5440610B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011539256A JP5440610B2 (en) 2009-11-06 2010-10-01 Method for continuous casting of molten metal

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009255222 2009-11-06
JP2009255222 2009-11-06
PCT/JP2010/005916 WO2011055484A1 (en) 2009-11-06 2010-10-01 Continuous casting method for molten metal
JP2011539256A JP5440610B2 (en) 2009-11-06 2010-10-01 Method for continuous casting of molten metal

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2011055484A1 true JPWO2011055484A1 (en) 2013-03-21
JP5440610B2 JP5440610B2 (en) 2014-03-12

Family

ID=43969728

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011539256A Active JP5440610B2 (en) 2009-11-06 2010-10-01 Method for continuous casting of molten metal

Country Status (7)

Country Link
EP (1) EP2497585B1 (en)
JP (1) JP5440610B2 (en)
KR (1) KR101384019B1 (en)
CN (1) CN102781605B (en)
ES (1) ES2658172T3 (en)
PL (1) PL2497585T3 (en)
WO (1) WO2011055484A1 (en)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5768751B2 (en) * 2012-03-29 2015-08-26 新日鐵住金株式会社 Method for continuous casting of molten metal
JP6354341B2 (en) * 2014-05-30 2018-07-11 新日鐵住金株式会社 Method for imparting swirl flow to molten metal
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

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54125134A (en) * 1978-03-24 1979-09-28 Nippon Steel Corp Prevention of nozzle clogging for casting
JPS62149914A (en) 1985-12-19 1987-07-03 Teijin Ltd Modified polyester yarn
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
JP5141872B2 (en) 2007-05-29 2013-02-13 日産自動車株式会社 Fuel cell system and control method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
EP2497585A1 (en) 2012-09-12
KR20120079476A (en) 2012-07-12
EP2497585A4 (en) 2016-12-21
ES2658172T3 (en) 2018-03-08
WO2011055484A1 (en) 2011-05-12
EP2497585B1 (en) 2017-11-29
KR101384019B1 (en) 2014-04-09
PL2497585T3 (en) 2018-04-30
CN102781605B (en) 2014-11-05
CN102781605A (en) 2012-11-14
JP5440610B2 (en) 2014-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5440610B2 (en) Method for continuous casting of molten metal
JP4419934B2 (en) Method for continuous casting of molten metal
JP4670762B2 (en) Method for continuous casting of molten metal
JP5837589B2 (en) Immersion nozzle
CN105965003B (en) A kind of mouth of a river whirlwind generator and mouth of a river eddy flow continuous cast method
JP6354341B2 (en) Method for imparting swirl flow to molten metal
US5882577A (en) Tundish
JP4556804B2 (en) Molten metal injection tube and injection method
JPWO2005070589A1 (en) Immersion nozzle for continuous casting and continuous casting method using the same
KR20170072871A (en) Impact pad, tundish and apparatus including the impact pad, and method of using same
US20060124776A1 (en) Casting nozzle
JP2011110603A (en) Immersion nozzle for continuous casting and continuous casting method
JP2010064124A (en) Method for applying swirling to molten metal flow
JP4289182B2 (en) Tundish injection tube
JPH07303949A (en) Continuous casting method and nozzle for continuous casting
JP4644168B2 (en) Pouring type pouring pipe and pouring method
US20060169728A1 (en) Submerged entry nozzle with dynamic stabilization
JP5768751B2 (en) Method for continuous casting of molten metal
JP4265412B2 (en) Metal continuous casting method
JPH11320046A (en) Immersion nozzle for casting
JP2020157350A (en) Rotational flow application device, tundish, continuous casting system for steel, and continuous casting method for steel
JP2021049546A (en) Molten metal injector
WO2023190017A1 (en) Immersion nozzle, mold, and steel continuous casting method
RU2490092C2 (en) Submersible teeming barrel
JP3861861B2 (en) Immersion nozzle for continuous casting and continuous casting method

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20131119

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20131202

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5440610

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350