JP2000210761A - 連続鋳造方法、ならびに溶湯注入機構および溶湯注入方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スライディングノズルを閉じた状態で溶鋼を
タンディッシュ内に注ぎ上げる時間を長くすることがで
きる鋼の連続鋳造方法を提供すること。 【解決手段】 タンディッシュ内の溶鋼をその底部に設
けられた溶鋼流出口から上ノズル、スライディングノズ
ルおよび浸漬ノズルを介して鋳型に供給して連続的に鋳
造を行うにあたり、上ノズルの内部にヒーターを設け、
そのヒーターにより前記上ノズルを８００℃以上に加熱
するか、スライディングノズルの内部にヒーターを設
け、そのヒーターによりスライディングノズルを５００
℃以上に加熱し、または、スライディングノズルを介し
て６００℃以上に加熱したガスを溶鋼に供給して溶鋼を
撹拌しながら、スライディングノズルを閉じた状態で前
記タンディッシュ内に溶鋼を注ぎ上げ、その後スライデ
ィングノズルを開いて鋳造を開始する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、連続鋳造方法な
らびに取鍋等の溶融金属保持容器から溶湯を注入する溶
湯注入機構および溶湯注入方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】鋼の連続鋳造においてレードルよりタン
ディッシュ内に溶鋼を注ぎ上げてからモールドへ鋳込み
始めると鋳片先端の介在物量が減ることは知られてい
る。しかし、タンディッシュよりモールドへの溶鋼の流
量を抑制するスライディングノズル周辺は温度が低く、
スライディングノズルを閉じ、タンディッシュ内に溶鋼
を注ぎ上げる場合、スライディングノズル周辺に滞留し
た溶鋼の温度が降下し、徐々に固化するため、注ぎ上げ
にかける時間が長い場合、注ぎ上げ後にスライディング
ノズルを開いても、溶鋼がモールドへ流出しない場合が
ある。このため、溶鋼の注ぎ上げにかけられる時間は短
時間に制約され、所望する量が注ぎ上げられない問題が
ある。

【０００３】この問題を解決するため、ガス吹き込み孔
を有するスライディングノズルを用い、溶鋼を注ぎ上げ
る間にＡｒガスをタンディッシュ内に吹き込み攪拌する
ことでスライドノズル周辺の溶鋼温度降下を減らす方法
が実施されているが、所望する量を注ぎ上げるのに十分
なほどの注ぎ上げ時間の延長が達成されていないのが現
状である。

【０００４】また、特開平９−５７４２９号公報ではス
ライディングノズルを浸漬ノズル側より棒状ヒーターで
加熱する方法が提案されているが本発明者らが検討した
ところ、溶鋼の流出経路にヒーターを設置するため、鋳
造開始時にヒーターを溶解するのに必要な熱量が溶鋼よ
り奪われるため、浸漬ノズルの閉塞が発生する場合や、
溶鋼の成分が変わる場合が生じる等の問題がある。

【０００５】さらに、少量の鋼を溶製する場合、タンデ
ィッシュ内で成分調整、混合を行うため、スライディン
グノズルを閉じ、溶鋼を保持し、処理した後スライディ
ングノズルを開け溶鋼を流出させ鋳造する方法がある
が、上記理由により溶鋼を保持、処理する時間は短時間
に限定され、十分に目的を達成することができないとい
う問題がある。

【０００６】一方、金属製造のために用いられる溶融金
属保持容器、例えば鉄鋼製造に用いられる溶鋼用取鍋
は、スライドバルブ、スライディングノズル、ロータリ
ーノズル等、ノズル孔の形成された摺動プレートで溶鋼
の注入開始・停止、および注入量を調節する機構を有す
るノズルを具備している。

【０００７】従来、このノズル孔には受鋼から溶鋼流出
開始までの間にノズル孔内で溶鋼が凝固し閉塞するのを
防止するために、受鋼前にノズル孔に粒状耐火物からな
る充填材が充填されている。

【０００８】このような充填材においては、取鍋の残熱
や受鋼までの予備昇熱によりその上層部の耐火物が受鋼
までの間に焼結層を形成する。この焼結層が適度な厚さ
に成長することで、充填材が溶鋼流で浮上分離すること
を抑制し、また溶鋼が充填材中に浸透・凝固することを
抑制し、かつ、ノズルの摺動プレートを摺動させること
で溶鋼の自重で焼結層を破壊し、ノズル孔を開口させる
ことができる。

【０００９】しかしながら、焼結層の形成が不十分な場
合には、受鋼時に充填材が浮上分離し、溶鋼が充填材へ
浸透・凝固するためにノズル孔が開口しなくなるという
問題がある。また、焼結層が厚すぎると、ノズル孔を開
口しても溶鋼の自重の焼結層を破壊することができずに
開口しないという問題がある。

【００１０】このような問題を解決するために、例え
ば、特開平１０−５８１２７号公報には、充填層が
（１）上部充填層と下部充填層とからなり、（２）各充
填層がＳｉＯ_２を主成分とする充填材であり、（３）上
部充填材にはＳｉＯ_２を主成分とする充填材にさらにガ
ラスビーズを外掛けで１〜１５重量％混合したものであ
ることが開示されている。そして、ガラスビーズの添加
量を溶鋼温度に対して調節することにより、ＳｉＯ_２主
体の充填材、特に上部充填層の焼結度を各使用条件、操
業条件に合わせてきめ細かくコントロールすることがで
き、ノズル開口率を上げることができるとしている。

【００１１】また、特開平１０−１０９１５７号公報で
は、ノズル孔に充填した充填材の上をシート状耐火物で
覆い、このシート状耐火物には、加熱により軟化変形す
る材質を採用し、状況に応じて、 （１）シート状耐火物の上にさらにシート状耐火物をか
ぶせた構造にする （２）ノズル孔内下部に中空のカップを配置し、開口の
際に摺動プレートのガス吹き込み部から高圧ガスを吹き
出し、溶鋼が流出する前に充填材を吹き飛ばす（３）取
鍋底部のノズル開口部周囲に堰を設け、受鋼時に溶鋼が
ノズル孔へ流れ込む衝撃を防止する 等の工夫をすることにより、受鋼時の充填材の分離浮
上、ノズル孔に充填した充填材への溶鋼の侵入を防止
し、あるいは充填材の焼結層が厚くなりすぎることを防
止し、しかもノズル孔が閉塞した場合には、強制的に充
填材を除去することができる充填構造および開口方法が
開示されている。

【００１２】しかしながら、これら特開平１０−５８１
２７号公報および特開平１０−１０９１５７号公報に記
載された技術では、ノズルからの溶鋼注入開始時に充填
材やシート状耐火物が溶鋼に混入し、有害な非金属介在
物やカーボンピックアップ等の溶鋼の汚染の原因となっ
てしまう。前記特開平１０−５８１２７号公報に開示さ
れた技術では、その点を考慮して、ＳｉＯ_２を主成分と
する充填材を採用しているが、溶鋼中に充填材が一時的
に落下混入することは免れず、未だ不十分である。結
局、従来の技術では充填材を存在させることによる不都
合が解消されていないのが現状であり、究極的にはこの
ような充填材を用いずに取鍋のノズル孔を開口させる技
術が望まれている。

【００１３】ところで、連続鋳造において、鋳造中にタ
ンディッシュ内の溶融金属注入用ノズルや浸漬のズルの
内壁側にアルミナが付着・成長する現象が発生する。こ
れは溶融金属、例えば鋼中に添加された脱酸材としての
アルミニウムが取鍋内スラグや溶融金属中のフリーの酸
素により再酸化されてアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）となり、
浸漬ノズル等の内面に付着するためである。

【００１４】アルミナの付着が厚くなると、鋳造に支障
をきたし、ついには鋳造を中止しなければならなくな
る。また、浸漬ノズル内壁に付着した大型のアルミナが
剥離し、モールド内に入ると、大型介在物となって鋳片
の欠陥につながる場合もある。

【００１５】この問題を解決するために、例えば特開昭
５８−１５１９４８号公報に開示されるように、ストッ
パー先端および浸漬ノズルより不活性ガスを吹き込みな
がらノズル閉塞を防止し、長時間の連続鋳造を可能にす
る技術が採用されている。

【００１６】しかしながら、このように単にアルゴンガ
スを吹き込むと、溶融金属内で大きく膨張し、溶融金属
がモールド内に流れ込んでアルゴン気泡がモールド内で
浮上した際に、アルゴン気泡がはじけてモールドパウダ
ーの巻き込みを誘発する可能性が高い。これを回避する
ためにアルゴンガス流量を少なくすれば、ノズル閉塞が
発生する可能性が高くなるため、ある程度のアルゴンガ
ス流量を確保しなければならない。

【００１７】また、上記のようなパウダー巻き込みの他
にもガス流量が多いと、鋳型内で完全に浮上しきれず、
鋳片内に残ったままとなり、「ブロ」と呼ばれる表面欠
陥につながる場合もある。

【００１８】以上のように、単にアルゴンガスを吹き込
む場合には、操業上・品質上の理由により、流量には制
約を設ける必要があり、その結果アルミナによるノズル
閉塞が発生しないように連々鋳長さも規制せざるを得な
い。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる事情に
鑑みてなされたものであって、スライディングノズルを
閉じた状態で溶鋼をタンディッシュ内に注ぎ上げる時間
を長くすることができる連続鋳造方法を提供することを
目的とする。

【００２０】また、ノズル充填材を使用することなく、
溶融金属保持容器のノズル開口を確実に行い、ノズル充
填材の溶融金属中への混入にともなって引き起こされる
溶融金属の汚染を防止することができる溶湯注入機構お
よび溶湯注入方法を提供することを目的とする。

【００２１】さらに、底部に溶湯流出孔を有するタンデ
ィッシュにおいて、鋳片の品質を劣化させることなく、
ノズル閉塞を防止することができる連続鋳造方法を提供
することを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下の知見を得
た。まず、スライディングノズルを閉じた状態で溶鋼を
タンディッシュ内に注ぎ上げる時間を長くする観点から
は以下の４つが挙げられる。

【００２３】（１）溶鋼の流れを制御するスライディン
グノズルへ溶鋼を導く経路にある上ノズル部よりの熱ロ
ス（主には上ノズル部の蓄熱損失）を減らすため、上ノ
ズルにヒーターを組み込み、予熱時にも所定温度以上に
加熱することが有効である。

【００２４】（２）最も熱放散の大きいと推定されるス
ライディングノズル面の熱ロス（プレートの蓄熱損失と
背面への熱放散損失）を減らすためには、スライディン
グノズルのプレートにヒーターを組み込み、予熱時にも
所定温度に加熱することが有効である。

【００２５】（３）溶鋼を攪拌するため吹込むアルゴン
ガス等のガスを加熱し、ガスが溶鋼により加熱される時
に溶鋼が失う顕熱を減らすため、ガス吹き込み孔を有す
るスライディングノズルを用いて、注ぎ上げる間に吹き
込むＡｒガスを加熱しタンディッシュ内に吹き込み攪拌
する。

【００２６】（４）これらは単独で行うよりも、２つま
たは３つを組み合わせることによりさらに注ぎ上げ時間
を延長させることができる。

【００２７】また、ノズル充填材を使用することなく、
溶融金属保持容器のノズル開口を確実に行う観点から
は、溶融金属保持容器のノズル孔周囲を加熱することが
有効であることを見出した。

【００２８】さらに、鋳片の品質を劣化させることな
く、ノズル閉塞を防止するためには、溶湯流出ノズルに
通流している溶湯中に単に不活性ガスを吹き込むのでは
なく、加熱してから吹き込めばよいことを見出した。

【００２９】本発明は、これらの知見に基づいてなされ
たものであり、以下の（１）〜（１８）を提供するもの
である。

【００３０】（１）タンディッシュ内の溶鋼をその底部
に設けられた溶鋼流出口から上ノズル、スライディング
ノズルおよび浸漬ノズルを介して鋳型に供給して連続的
に鋳造を行う連続鋳造方法であって、前記上ノズルの内
部にヒーターを設け、そのヒーターにより前記上ノズル
を８００℃以上に加熱し、前記スライディングノズルを
閉じた状態で前記タンディッシュ内に溶鋼を注ぎ上げ、
その後スライディングノズルを開いて鋳造を開始するこ
とを特徴とする連続鋳造方法。

【００３１】（２）タンディッシュ内の溶鋼をその底部
に設けられた溶鋼流出口から上ノズル、スライディング
ノズルおよび浸漬ノズルを介して鋳型に供給して連続的
に鋳造を行う連続鋳造方法であって、前記スライディン
グノズルの内部にヒーターを設け、前記スライディング
ノズルを閉じた状態でそのタンディッシュ側表面温度を
５００℃以上に加熱し、前記タンディッシュ内に溶鋼を
注ぎ上げ、その後スライディングノズルを開いて鋳造を
開始することを特徴とする連続鋳造方法。

【００３２】（３）タンディッシュ内の溶鋼をその底部
に設けられた溶鋼流出口から上ノズル、スライディング
ノズルおよび浸漬ノズルを介して鋳型に供給して連続的
に鋳造を行う連続鋳造方法であって、前記スライディン
グノズルを閉じた状態でそのスライディングノズルを介
して６００℃以上に加熱したガスを溶鋼に供給して溶鋼
を撹拌しながら、前記タンディッシュ内に溶鋼を注ぎ上
げ、その後スライディングノズルを開いて鋳造を開始す
ることを特徴とする連続鋳造方法。

【００３３】（４）タンディッシュ内の溶鋼をその底部
に設けられた溶鋼流出口から上ノズル、スライディング
ノズルおよび浸漬ノズルを介して鋳型に供給して連続的
に鋳造を行う連続鋳造方法であって、前記上ノズルの内
部および前記スライディングノズルの内部にヒーターを
設け、前記スライディングノズルを閉じた状態でヒータ
ーにより前記上ノズルを８００℃以上、前記スライディ
ングノズルを５００℃以上に加熱し、前記タンディッシ
ュ内に溶鋼を注ぎ上げ、その後スライディングノズルを
開いて鋳造を開始することを特徴とする連続鋳造方法。

【００３４】（５）タンディッシュ内の溶鋼をその底部
に設けられた溶鋼流出口から上ノズル、スライディング
ノズルおよび浸漬ノズルを介して鋳型に供給して連続的
に鋳造を行う連続鋳造方法であって、前記スライディン
グノズルの内部にヒーターを設け、スライディングノズ
ルを閉じた状態でそのタンディッシュ側表面温度を５０
０℃以上に加熱するとともに、そのスライディングノズ
ルを介して６００℃以上に加熱したガスを溶鋼に供給し
て溶鋼を撹拌しながら、前記タンディッシュ内に溶鋼を
注ぎ上げ、その後スライディングノズルを開いて鋳造を
開始することを特徴とする連続鋳造方法。

【００３５】（６）タンディッシュ内の溶鋼をその底部
に設けられた溶鋼流出口から上ノズル、スライディング
ノズルおよび浸漬ノズルを介して鋳型に供給して連続的
に鋳造を行う連続鋳造方法であって、前記上ノズルの内
部および前記スライディングノズルの内部にヒーターを
設け、前記スライディングノズルを閉じた状態でヒータ
ーにより前記上ノズルを８００℃以上に加熱し、かつ前
記スライディングノズルを介して６００℃以上に加熱し
たガスを溶鋼に供給して溶鋼を撹拌しながら、前記タン
ディッシュ内に溶鋼を注ぎ上げ、その後スライディング
ノズルを開いて鋳造を開始することを特徴とする連続鋳
造方法。

【００３６】（７）タンディッシュ内の溶鋼をその底部
に設けられた溶鋼流出口から上ノズル、スライディング
ノズルおよび浸漬ノズルを介して鋳型に供給して連続的
に鋳造を行う連続鋳造方法であって、前記上ノズルの内
部および前記スライディングノズルの内部にヒーターを
設け、前記スライディングノズルを閉じた状態でヒータ
ーにより前記上ノズルを８００℃以上、前記スライディ
ングノズルを５００℃以上に加熱し、かつ前記スライデ
ィングノズルを介して６００℃以上に加熱したガスを溶
鋼に供給して溶鋼を撹拌しながら、前記タンディッシュ
内に溶鋼を注ぎ上げ、その後スライディングノズルを開
いて鋳造を開始することを特徴とする連続鋳造方法。

【００３７】（８）溶融金属保持容器の下部に設置され
該溶融金属保持容器に貯留された溶湯を注入する溶湯注
入機構であって、溶融金属保持容器の溶湯流出口に設け
られた上ノズルと、上ノズルの下部に固定されたノズル
孔を有する固定板、および固定板に対して摺動し、溶湯
流出口を開閉する摺動板を有する摺動部材と、前記摺動
板に固定され摺動板とともに移動する下部ノズルと、前
記摺動板と前記上ノズルの少なくとも一方を加熱する加
熱手段とを有することを特徴とする溶湯注入機構。

【００３８】（９）上記（８）において、 前記加熱手
段は、上ノズルにそのノズル孔の外周を周回するように
設けられた電気発熱体を有することを特徴とする溶湯注
入機構。

【００３９】（１０）上記（８）または（９）におい
て、前記加熱手段は、前記固定板にそのノズル孔の外周
を周回するように設けられた電気発熱体を有することを
特徴とする溶湯注入機構。

【００４０】（１１）上記（８）から（１０）のいずれ
かにおいて、前記摺動板のノズル閉位置、または前記上
ノズルの固定板近傍位置の少なくとも一方の溶湯接触面
に、溶鋼が侵入しない程度の微細径を有し、溶湯に予め
昇温されたガスを吹き込むための多数の孔が形成されて
いることを特徴とする溶湯注入機構。

【００４１】（１２）上記（８）から（１１）のいずれ
かに記載の溶湯注入機構を用いて溶融金属保持容器から
溶湯を注入する溶湯注入方法であって、前記溶湯として
溶鋼を用い、前記上ノズルおよび前記固定板の溶鋼接触
面の温度を、溶鋼の液相線温度をＴ_Ｌとした場合に、Ｔ
_Ｌ−５５０℃以上の温度に加熱することを特徴とする溶
湯注入方法。

【００４２】（１３）上記（１１）の溶湯注入機構を用
いて溶融金属保持容器から溶湯を注入する溶湯注入方法
であって、前記溶湯として溶鋼を用い、溶鋼に吹き込む
ガスの温度を６００℃以上とすることを特徴とする溶湯
注入方法。

【００４３】（１４）上記（８）から（１１）のいずれ
かに記載の溶湯注入機構を溶融金属保持容器としての取
鍋に設け、該取鍋から連続鋳造用モールドへ直接に溶湯
を注入することを特徴とする溶湯注入方法。

【００４４】（１５）上記（１２）または（１３）の方
法において、前記溶融金属保持容器は取鍋であり、該取
鍋から連続鋳造用モールドへ直接に溶鋼を注入すること
を特徴とする溶湯注入方法。

【００４５】（１６）タンディッシュ内の溶湯をその底
部に設けられた溶湯流出口から溶湯流出ノズルを介して
鋳型に供給して連続的に鋳造を行う連続鋳造方法であっ
て、前記溶湯流出ノズルの任意の位置から該ノズルのノ
ズル孔を流出する溶湯中に予め加熱した不活性ガスを吹
き込むことを特徴とする連続鋳造方法。

【００４６】（１７）上記（１６）において、前記ガス
の加熱温度を８００℃以上としたことを特徴とする連続
鋳造方法。

【００４７】（１８）上記（１６）または（１７）にお
いて、ガスを加熱する加熱装置とガス吹き込み部との間
を１０００ｍｍ以内とすることを特徴とする連続鋳造方
法。

【００４８】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態について具体的に説明する。 （第１の実施形態）図１は、本発明の第１の実施形態が
適用される連続鋳造設備を示す概略断面図である。タン
ディッシュ１は、その上に配置された取鍋１１からロン
グノズル１２を介して溶鋼２が流入される。タンディッ
シュ１の底部には溶鋼流出口３が形成されており、そこ
に上ノズル４が嵌め込まれている。上ノズル４の下に
は、ノズル孔を開閉し、かつ溶鋼の流量を調節するため
のスライディングノズル５が設けられ、さらにその下に
浸漬ノズル６が設けられいる。そして、この浸漬ノズル
６からモールド（鋳型）７へ連続的に溶鋼が供給され、
溶鋼は鋳型において半凝固状態の鋳片となり図示しない
ロールにガイドされながら引き抜かれ完全に凝固した鋳
片となる。なお、図１ではタンディッシュ１の溶鋼流出
口３を１つだけ示しているが、実際にはタンディッシュ
１の底部両側２箇所に設けられている。

【００４９】次に、本実施形態の第１の方法を実施する
ための連続鋳造設備におけるスライディングノズル周辺
の構造について説明する。図２に示すように、タンディ
ッシュ１は耐火物１ａとその外側の鉄皮１ｂとを備えて
おり、上述したようにその溶鋼流出口３には上ノズル４
が嵌め込まれている。この上ノズル４内にはノズル孔４
ａの周囲に電気ヒーター２１が組み込まれており、この
電気ヒーター２１には図示しない電源から配線２２を介
して給電される。また、ヒーター２１の温度は熱電対２
３からの信号に基づいて図示しないコントローラにより
制御される。

【００５０】上ノズル４の下に設けられたスライディン
グノズル５は、上ノズル４に固定された固定プレート５
ａと、その下に摺動可能に設けられ、浸漬ノズル６が固
定されたスライディングプレート５ｂとを備えている。
スライディングノズル５は、スライディングプレート５
ｂを水平に摺動させてそこに形成されたノズル孔５ｃの
位置を調整することにより、ノズル孔４ａを開閉する機
能および流量調節機能を有している。スライディングプ
レート５ｂの湯止め部分には、ノズル孔４ａを閉じてい
る際にノズル孔４ａに向けてアルゴンガスを吹き込む多
数の孔を有するプラグ２４が設けられており、このプラ
グ２４にはガス配管２５を介してアルゴンガスが供給さ
れる。

【００５１】このような装置構成により本方法を実施す
るには、まず、電気ヒーター２１に給電して上ノズル４
を予熱し、その温度を８００℃以上とする。次いで、ス
ライディングノズル５を閉じた状態で、取鍋１１からタ
ンディッシュ１内へ溶鋼を供給し、溶鋼の注ぎ上げを開
始する。タンディッシュ１内の溶鋼が所定の高さとなっ
た時点で、溶鋼の供給を停止し、必要に応じて成分調整
を行った後、スライディングノズル５を開いてタンディ
ッシュ１内の溶鋼を鋳型７へ供給する。

【００５２】この場合に、予熱時に上ノズル４が８００
℃以上に加熱されているため、ノズル孔４ａからスライ
ディングノズル５に至るまでの間に滞留している溶鋼の
温度降下によるノズル詰まりの発生が抑制され、スライ
ディングノズル５を閉じた状態で溶鋼をタンディッシュ
１内に注ぎ上げる時間を長くすることができる。上ノズ
ル４の加熱温度が８００℃未満では注ぎ上げ時間を長く
する効果が不十分である。

【００５３】次に、本実施形態の第２の方法を実施する
ための連続鋳造設備におけるスライディングノズル周辺
の構造について説明する。図３に示すように、ここでは
上記第１の実施形態の上ノズル４に埋め込まれた電気ヒ
ーター２１の代わりに、スライディングプレート５ｂ内
部のプラグ２４の下方部分に電気ヒーター２６を組み込
んでいる点を除き第１の実施形態の設備と同様に構成さ
れている。電気ヒーター２６には図示しない電源から配
線２７を介して給電される。また、ヒーター２６の温度
は熱電対２８からの信号に基づいて図示しないコントロ
ーラにより制御される。

【００５４】このような装置構成により本方法を実施す
るには、まず、スライディングノズル５を閉じた状態
で、電気ヒーター２６に給電してスライディングプレー
ト５ｂを予熱し、その温度を５００℃以上とする。次い
で、スライディングノズル５を閉じたままの状態で、取
鍋１１からタンディッシュ１内へ溶鋼を供給し、溶鋼の
注ぎ上げを開始する。タンディッシュ１内の溶鋼が所定
の高さとなった時点で、溶鋼の供給を停止し、必要に応
じて成分調整を行った後、スライディングノズル５を開
いてタンディッシュ１内の溶鋼を鋳型７へ供給する。

【００５５】この場合に、予熱時にスライディングプレ
ート５ｂが５００℃以上に加熱されているため、ノズル
孔４ａからスライディングノズル５に至るまでの間に滞
留している溶鋼の温度降下によるノズル詰まりの発生が
抑制され、スライディングノズル５を閉じた状態で溶鋼
をタンディッシュ１内に注ぎ上げる時間を長くすること
ができる。スライディングプレート５ｂの加熱温度が５
００℃未満では注ぎ上げ時間を長くする効果が不十分で
ある。

【００５６】次に、本実施形態の第３の方法を実施する
ための連続鋳造設備におけるスライディングノズル周辺
の構造について説明する。図４に示すように、ここでは
上記第１の実施形態の上ノズル４に埋め込まれた電気ヒ
ーター２１の代わりに、ガス配管２５内のプラグ２４近
傍位置に電気ヒーター２９を設けている点を除き第１の
実施形態の設備と同様に構成されている。電気ヒーター
２９には図示しない電源から配線３０を介して給電され
る。また、ヒーター２９の温度は熱電対３１からの信号
に基づいて図示しないコントローラにより制御される。

【００５７】このような装置構成により本方法を実施す
るには、スライディングノズル５を閉じた状態で、ヒー
ター２９に給電してプラグ２４から６００℃以上に加熱
されたアルゴンガスを吹き込みながら、取鍋１１からタ
ンディッシュ１内へ溶鋼を供給し、溶鋼の注ぎ上げを開
始する。タンディッシュ１内の溶鋼が所定の高さとなっ
た時点で、溶鋼の供給を停止し、必要に応じて成分調整
を行った後、スライディングノズル５を開いてタンディ
ッシュ１内の溶鋼を鋳型７へ供給する。

【００５８】この場合に、予熱時にプラグ２４から吹き
込まれるアルゴンガスが６００℃以上に加熱されている
ため、ノズル孔４ａからスライディングノズル５に至る
までの間に滞留している溶鋼の温度降下によるノズル詰
まりの発生が抑制され、スライディングノズル５を閉じ
た状態で溶鋼をタンディッシュ１内に注ぎ上げる時間を
長くすることができる。吹き込まれるアルゴンガスの温
度が６００℃未満では注ぎ上げ時間を長くする効果が不
十分である。

【００５９】次に、本実施形態の第４の方法を実施する
ための連続鋳造設備におけるスライディングノズル周辺
の構造について説明する。図５に示すように、ここで
は、第１の実施形態におけるヒーター２１と、第２の実
施形態におけるヒーター２６とを併用した例について示
す。

【００６０】本方法においては、スライディングノズル
５を閉じた状態で、まず、電気ヒーター２１に給電して
上ノズル４を予熱し、その温度を８００℃以上とし、さ
らに電気ヒーター２６に給電してスライディングプレー
ト５ｂを予熱し、その温度を５００℃以上とする。次い
で、スライディングノズル５を閉じたままの状態で、取
鍋１１からタンディッシュ１内へ溶鋼を供給し、溶鋼の
注ぎ上げを開始する。タンディッシュ１内の溶鋼が所定
の高さとなった時点で、溶鋼の供給を停止し、必要に応
じて成分調整を行った後、スライディングノズル５を開
いてタンディッシュ１内の溶鋼を鋳型７へ供給する。

【００６１】この場合に、上ノズル４が８００℃以上に
加熱され、スライディングプレート５ｂが５００℃以上
に加熱された状態で溶鋼をタンディッシュ１内に注ぎ上
げるので、ノズル孔４ａからスライディングノズル５に
至るまでの間に滞留している溶鋼の温度降下によるノズ
ル詰まりの発生を抑制する効果をこれらを個別的に行う
場合より高めることができ、スライディングノズル５を
閉じた状態で溶鋼をタンディッシュ１内に注ぎ上げる時
間を一層長くすることができる。

【００６２】次に、本実施形態の第５の方法を実施する
ための連続鋳造設備におけるスライディングノズル周辺
の構造について説明する。図６に示すように、ここで
は、第２の実施形態におけるヒーター２６と、第３の実
施形態におけるヒーター２９とを併用した例について示
す。

【００６３】本方法においては、スライディングノズル
５を閉じた状態で、まず、電気ヒーター２６に給電して
スライディングプレート５ｂを予熱し、その温度を５０
０℃以上とする。次いで、ヒーター２９に給電してプラ
グ２４から６００℃以上に加熱されたアルゴンガスを吹
き込みながら、取鍋１１からタンディッシュ１内へ溶鋼
を供給し、溶鋼の注ぎ上げを開始する。タンディッシュ
１内の溶鋼が所定の高さとなった時点で、溶鋼の供給を
停止し、必要に応じて成分調整を行った後、スライディ
ングノズル５を開いてタンディッシュ１内の溶鋼を鋳型
７へ供給する。

【００６４】この場合に、スライディングプレート５ｂ
が５００℃以上に加熱された状態で、６００℃以上に加
熱されたアルゴンガスを吹き込みながら溶鋼をタンディ
ッシュ１内に注ぎ上げるので、ノズル孔４ａからスライ
ディングノズル５に至るまでの間に滞留している溶鋼の
温度降下によるノズル詰まりの発生を抑制する効果をこ
れらを個別的に行う場合よりも高めることができ、スラ
イディングノズル５を閉じた状態で溶鋼をタンディッシ
ュ１内に注ぎ上げる時間を一層長くすることができる。

【００６５】次に、本実施形態の第６の方法を実施する
ための連続鋳造設備におけるスライディングノズル周辺
の構造について説明する。図７に示すように、ここで
は、第１の方法におけるヒーター２１と、第３の方法に
おけるヒーター２９とを併用した例について示す。

【００６６】本方法においては、スライディングノズル
５を閉じた状態で、まず、電気ヒーター２１に給電して
上ノズル４を予熱し、その温度を８００℃以上とする。
次いで、ヒーター２９に給電してプラグ２４から６００
℃以上に加熱されたアルゴンガスを吹き込みながら、取
鍋１１からタンディッシュ１内へ溶鋼を供給し、溶鋼の
注ぎ上げを開始する。タンディッシュ１内の溶鋼が所定
の高さとなった時点で、溶鋼の供給を停止し、必要に応
じて成分調整を行った後、スライディングノズル５を開
いてタンディッシュ１内の溶鋼を鋳型７へ供給する。

【００６７】この場合に、上ノズル４が８００℃以上に
加熱された状態で、６００℃以上に加熱されたアルゴン
ガスを吹き込みながら溶鋼をタンディッシュ１内に注ぎ
上げるので、ノズル孔４ａからスライディングノズル５
に至るまでの間に滞留している溶鋼の温度降下によるノ
ズル詰まりの発生を抑制する効果をこれらを個別的に行
う場合よりも高めることができ、スライディングノズル
５を閉じた状態で溶鋼をタンディッシュ１内に注ぎ上げ
る時間を一層長くすることができる。

【００６８】次に、本発明の第７の方法を実施するため
の連続鋳造設備におけるスライディングノズル周辺の構
造について説明する。図８に示すように、ここでは、第
１の実施形態におけるヒーター２１と、第２の実施形態
におけるヒーター２６と、第３の実施形態におけるヒー
ター２９と全て用いた例について示す。

【００６９】本方法においては、スライディングノズル
５を閉じた状態で、まず、電気ヒーター２１に給電して
上ノズル４を予熱し、その温度を８００℃以上とし、さ
らに電気ヒーター２６に給電してスライディングプレー
ト５ｂを予熱し、その温度を５００℃以上とする。次い
で、ヒーター２９に給電してプラグ２４から６００℃以
上に加熱されたアルゴンガスを吹き込みながら、取鍋１
１からタンディッシュ１内へ溶鋼を供給し、溶鋼の注ぎ
上げを開始する。タンディッシュ１内の溶鋼が所定の高
さとなった時点で、溶鋼の供給を停止し、必要に応じて
成分調整を行った後、スライディングノズル５を開いて
タンディッシュ１内の溶鋼を鋳型７へ供給する。

【００７０】この場合に、上ノズル４が８００℃以上に
加熱され、かつスライディングプレート５ｂが５００℃
以上に加熱された状態で、６００℃以上に加熱されたア
ルゴンガスを吹き込みながら溶鋼をタンディッシュ１内
に注ぎ上げるので、ノズル孔４ａからスライディングノ
ズル５に至るまでの間に滞留している溶鋼の温度降下に
よるノズル詰まりの発生を抑制する効果をこれらを個別
的に行う場合およびこれらのうち２つを組み合わせた場
合よりも高めることができ、スライディングノズル５を
閉じた状態で溶鋼をタンディッシュ１内に注ぎ上げる時
間をさらに一層長くすることができる。

【００７１】次に、上記第２の方法の変形例について説
明する。上記第２の方法では、ヒーター２６をアルゴン
ガス吹き込みプラグ２４の下方部分に設けたが、図９に
示すようにプラグ２４とノズル孔５ｃの間にヒーター２
６を設けてもよい。この場合には、ヒーター２６により
スライディングプレート５ｂを予熱しておき、次いで、
スライディングノズル５を閉じたままの状態で、プラグ
２４からアルゴンガスを吹き込みながら溶鋼の注ぎ上げ
を開始し、タンディッシュ１内の溶鋼が所定の高さとな
った時点で溶鋼の供給を停止し、スライディングプレー
ト５ｂを摺動させてスライディングノズル５を開の状態
にするが、図１０に示すように、スライディングノズル
５を開く途中でヒーター２６がノズル孔４ａの位置を通
過するので、スライディングプレート５ｂを開く際に溶
鋼の凝固膜が形成されて注湯不可能になることが防止さ
れるといった効果が付加される。つまり、スライディン
グプレート５ｂにおけるノズル２４が存在する湯止め部
分とノズル孔５ｃとの間の温度が低い場合には、スライ
ディングプレート５ｂを摺動する際に瞬時に凝固膜が形
成されて注湯不可能になるおそれがあるが、積極的にそ
の部分をヒーター２６で加熱することにより、そのよう
なおそれを回避することができる。

【００７２】なお、以上の第１の実施形態において、図
示した装置構成は例示にすぎず、これらに限定されるも
のではない。例えば、スライディングノズルとしてスラ
イディングプレートを直線的に摺動するタイプのものを
示したが、スライディングプレートを回転させるロータ
リーノズルであってもよい。また、スライディングノズ
ルとしては上プレートと下プレートとの間にスライディ
ングプレートが挟持されている構造のものであってもよ
い。さらに、溶鋼の注ぎ上げ時に吹き込むガスはアルゴ
ンガスに限らず、溶鋼に悪影響を及ぼさないガスであれ
ば用いることができる。

【００７３】（第２の実施形態）本実施形態は、溶融金
属流出容器として取鍋を用い、取鍋からノズル充填材を
使用することなく溶鋼を注入することが可能な構成を示
す。

【００７４】図１１は本実施形態における溶湯注入機構
の一例を示す断面図である。取鍋４０の底部には溶鋼注
入機構４１が設けられている。この溶鋼注入機構４１
は、上ノズル４２と、固定板４３および固定板４３に摺
動可能に設けられた摺動板４４からなる摺動部材４５
と、摺動板４４の下部に設けられた下部ノズル（コレク
ターノズル）４６とを有しており、摺動部材４５と下部
ノズル４６とによりロータリーノズルが構成されてい
る。そして、これらにはノズル孔４７が設けられてお
り、摺動板４４が移動することによりノズル孔４７が開
閉されるようになっている。上ノズル４２と取鍋４０の
底部との間には受けノズル４８が設けられている。

【００７５】上ノズル４２内には、ノズル孔４７の外周
を周回するように電気発熱体４９ａが設けられている。
また、固定板４３内にも、ノズル孔４７の外周を周回す
るように同様の電気発熱体４９ｂが設けられている。こ
れら電気発熱体４９ａ，４９ｂとしては、ジルコニア、
珪化モリブデン（商品名：カンタル）からなる等が好適
である。

【００７６】このような電気発熱体４９ａ，４９ｂに通
電してノズル孔４７に地金が成長しない程度、好ましく
は、溶鋼の液相線温度をＴ_Ｌとした場合に、Ｔ_Ｌ−５５
０℃以上の温度に加熱することにより、ノズル詰まりを
防止することができ、摺動板４４を移動してノズル孔４
７を開いた時点で速やかに溶鋼の注入を開始することが
できる。したがって、ノズル孔４７に粒状耐火物等の充
填材を充填することが不要となり、ノズル充填材の溶鋼
への混入にともなって引き起こされる溶鋼の汚染を防止
することができる。

【００７７】図１２は本実施形態における溶湯等注入機
構の他の例を示す断面図である。ここでは、図１１の構
成にさらにガス吹き込み部５０を備えている。ガス吹き
込み部５０は、摺動板４４のノズル閉位置の溶湯接触面
に、溶鋼が侵入しない程度の微細径を有し、溶湯に予め
昇温されたガスを吹き込むための多数の孔が形成されて
いる。

【００７８】このようなガス吹き込み部５０の微細孔か
ら予め昇温されたガスを吹き込むことにより、溶鋼接触
面に地金が成長し始めることを抑制することができ、ノ
ズル詰まりを一層効果的に防止することができる。

【００７９】吹き込みガスとしては、溶鋼に悪影響を及
ぼさないものであればよいが、Ａｒ等の希ガスが好まし
い。また、地金成長を効果的に抑制する観点からは、Ａ
ｒ等の吹き込み条件として、流量１．０リットル／ｍｉ
ｎ以上、昇熱温度６００℃以上が好ましい。また、この
ようなガス吹き込み部を上ノズル４２の固定板４３近傍
位置の溶鋼接触面に設けても同様の効果を得ることがで
きる。

【００８０】次に、以上のような溶鋼注入機構４１を備
えた取鍋４０から溶鋼を注入して連続鋳造を行う際の設
備について説明する。

【００８１】図１３では、タンディッシュ５２の上方に
上述の溶鋼注入機構４１を備えた取鍋４０が配置され、
溶鋼注入機構４１の下部ノズルにはエアーシールパイプ
５１が接続され、このエアーシールパイプ５１はタンデ
ィッシュ５２内の溶鋼に浸漬されている。タンディッシ
ュ５２の底部には２箇所に浸漬ノズル５３が取り付けら
れ、これら浸漬ノズル５３がモールド５４内に挿入され
ている。この状態で溶鋼注入機構４１のノズル孔を開に
して、取鍋４０からエアーシールパイプ５１を経てタン
ディッシュ５２へ溶鋼Ｌを注入する。タンディッシュ５
２に供給された溶鋼Ｌは、浸漬ノズル５３からモールド
５４に供給されて鋼鋳片５５となって引き抜かれる。こ
の場合に、上述したように、溶鋼注入機構４１のノズル
孔に粒状耐火物等の充填材を存在させなくても開口が可
能であるため、充填材が溶鋼に混入することによる清浄
度の低下が生じない。

【００８２】図１４では、タンディッシュを省略し、モ
ールド５４の上方に取鍋４０が配置され、溶鋼注入機構
４１の下部ノズルにはエアーシールパイプ５１が接続さ
れ、このエアーシールパイプ５１はモールド５４内に挿
入されている。この状態で溶鋼注入機構４１のノズル孔
を開にして、取鍋４０からエアーシールパイプ５１を経
てモールド５４に供給さた溶鋼Ｌは鋼鋳片５５となって
引き抜かれる。上述のように、上記溶鋼注入機構４１で
は粒状充填材が不要となるから、介在物を浮上分離する
ためのタンディッシュを設けることなく取鍋からモール
ドへ溶鋼を直接注入することが可能となる。充填材を用
いないことにより、このようにタンディッシュを設けず
にモールドへ溶鋼を注入する場合でも、モールドへ供給
される溶鋼の清浄度を従来よりも高くすることができ
る。また、このようにタンディッシュを省略することに
より、耐火物等のコストダウンをも期待することができ
る。

【００８３】なお、本実施形態では、溶融金属として溶
鋼を用いた場合について示したが、他の金属であっても
同様に適用可能である。

【００８４】（第３の実施形態）本実施形態では、タン
ディシュの底部に設けられた溶鋼流出ノズルから溶鋼を
流出させる際に予め加熱した不活性ガスを供給しつつ連
続鋳造を行う。

【００８５】図１５は、本実施形態の実施に適用される
タンディッシュの溶鋼流出部を示す断面図である。タン
ディッシュ６０の底部には、溶鋼流出部６１が設けられ
ている。溶鋼流出部６１は、タンディッシュ６０の敷耐
火物６９と嵌合する上ノズル６２と、固定板６３、摺動
板６４、および整流ノズル６５からなり、上ノズルの下
面と接するように設けられたスライディングノズル６６
と、スライディングノズル６６の下面と接するように設
けられた浸漬ノズル６７とを備えている。

【００８６】そして、上ノズル６２、固定板６３、摺動
板６４、整流ノズル６５、および浸漬ノズル６７は、摺
動板６４を駆動用油圧シリンダー（図示せず）により固
定板６３の下面と接して摺動させることにより、タンデ
ィッシュ６０からモールド６８への溶鋼流出孔７０が形
成される。

【００８７】上ノズル６２はポーラスれんがからなり、
ガス配管７１の一端が取り付けられている。また、ガス
配管７１の途中には、ガス加熱装置７２が設けられてお
り、他端に設けられたガス供給源（図示せず）から、ガ
スがガス加熱装置７２によって加熱されて上ノズル６２
に供給され、上ノズル６２からノズル孔を通流している
溶鋼に加熱されたガスが供給される。吹き込みガスとし
ては溶鋼に影響を及ぼさないガスであれば適用可能であ
るがＡｒ等の希ガスが好ましい。

【００８８】ガス加熱装置７２は、図１６に示されたよ
うに、管体８１内に電気ヒーター８２が設けられて構成
されており、リード線８３を介して図示しない電源から
電力が供給されるようになっている。そして管体８１の
ガス流入口８５から供給された不活性ガスが電気ヒータ
ー８２より加熱されてガス流出口８６から排出される。
その際の不活性ガスの温度は、ガス流出口８６近傍に設
けられた熱電対８４の信号に基づいて図示しない制御手
段により制御される。

【００８９】このようなタンディッシュ６０からモール
ド６８に溶鋼を注入して連続鋳造を行う際には、まず、
スライディングノズル６６を開にする。これにより、タ
ンディッシュ６０内の溶鋼が溶鋼流出部６１の溶鋼流出
孔（ノズル孔）７０を通流する。この際に、ガス加熱装
置７２で加熱した不活性ガスをガス配管７１を介して上
ノズル６２に供給する。上ノズル６２に供給された不活
性ガスは上ノズル６２の気孔を通ってノズル孔内を通流
する溶鋼に吹き込まれる。

【００９０】このように加熱されたガスを使用すると、
溶鋼に吹き込まれた後の体積膨張率が常温の場合よりも
小さく、ガス気泡が微細化され、ガス気泡の個数が増加
する。この時、ガス気泡の半径をＲとすると、ガス気泡
の体積ＶはＶ＝４／３×π×Ｒ３と表されるから、ガス
気泡半径が１／２になると気泡個数は４倍となる。

【００９１】このように気泡が微細化されることによ
り、モールド内に浮上したガスの気泡がはじけることに
よって発生するモールドパウダーの巻き込みが有効に防
止されるとともに、ガス気泡の個数が増加することによ
りガス気泡にトラップされるアルミナの個数も増加す
る。したがって、鋳片の品質を劣化させることなくノズ
ル閉塞を有効に防止することができる。

【００９２】このような観点からすると、ガスを加熱す
る際の設定温度は高ければ高いほどよいことになるが、
本発明者らの実験によれば、８００℃以上であればノズ
ル閉塞を有効に防止することができることが確認され
た。８００℃以上に加熱されたガス気泡径は常温の場合
の約１／２となるため、気泡個数は約４倍となる。

【００９３】また、ガス加熱装置７２はガス吹き込み部
から約１０００ｍｍ以内の位置に設置することが好まし
い。これは、ガス加熱装置とガス吹き込み部（耐火物）
とを直結することがタンディッシュの構造上極めて困難
であるため配管で接続せざるを得ないが、その際に配管
が長いと、一旦加熱されたガスが加熱装置通過後に温度
低下を生じて加熱効果が減少するため、そのような不都
合が生じにくいことが試験によって確認された１０００
ｍｍ以内を好ましい範囲とした。１０００ｍｍ以内であ
れば、熱ロスが最小限に抑えられることも試験により確
認された。

【００９４】なお、本実施形態では、溶鋼の連続鋳造の
場合について示したが、他の溶融金属であっても適用可
能である。また、上ノズルからノズル孔にガスを吹き込
んだがノズル孔にガスが吹き込むことができれば、他の
位置であってもよい。さらに、加熱装置も図１６の構造
のものに限らず種々のものを採用することができる。

【００９５】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。第
１の実施例から第７の実施例は第１の実施形態に関する
ものである。 （第１の実施例）容量４０ｔの２ストランド有するタン
ディッシュで試験を行った。このタンディッシュではア
ルゴンガス吹き込みによる攪拌のみでは溶鋼過熱度（溶
鋼温度−溶鋼凝固温度）が２０℃の場合、注ぎ上げ量は
１５トン、注ぎ上げ時間にして９０秒が最も長い注ぎ上
げ時間であった。これ以上長い注ぎ上げ時間の場合は、
溶鋼は流出しなかった。このタンディッシュに電気ヒー
ターを組み込んだ上ノズルを組み込んだ。このタンディ
ッシュの上ノズルを電気ヒーター温度で５００℃から１
２００℃に予熱後、このタンディッシュに４０ｔの溶鋼
過熱度２０℃の溶鋼を２４０秒かけて注ぎ上げ、スライ
ドノズルを開にし溶鋼の流出を確認しスライドノズルを
閉じた。その結果を表１に示す。表１中、○は溶鋼が流
出したことを示し、×は溶鋼が流出しなかったことを示
す。

【００９６】

【表１】

【００９７】表１に示すように、上ノズル温度を８００
℃以上とした場合に注ぎ上げ時間が２４０秒でも溶鋼が
流出した。この結果から上ノズルを８００℃以上に予熱
することにより、従来の注ぎ上げ時間の限界であった９
０秒を２４０秒まで延長できることが確認された。

【００９８】（第２の実施例）第１の実施例と同じタン
ディッシュのスライディングノズルのスライディングプ
レートに電気ヒーターを組み込んだ。このスライディン
グプレートの電気ヒーターにより４００℃から１０００
℃に予熱後、このタンディッシュに４０ｔの溶鋼過熱度
２０℃の溶鋼を２４０秒かけて注ぎ上げ、スライドノズ
ルを開にし溶鋼の流出を確認しスライドノズルを閉じ
た。その結果を表２に示す。なお、表２の○、×は表１
と同じである。

【００９９】

【表２】

【０１００】表２に示すように、スライディングプレー
ト温度を５００℃以上とした場合に注ぎ上げ時間が２４
０秒でも溶鋼が流出した。この結果からスライディング
プレートを５００℃以上に予熱することにより、従来の
注ぎ上げ時間の限界であった９０秒を２４０秒まで延長
できることが確認された。

【０１０１】（第３の実施例）第１の実施例と同じタン
ディッシュの溶鋼攪拌用Ａｒガス配管の途中にアルゴン
ガス加熱用ヒーターを取り付けた。アルゴンガスは配管
内で温度が下がるため、配管のスライディングプレート
に取り付けられているアルゴンガス吹き込みプラグより
約１５０ｍｍの位置に、ヒーター取り付け可能な範囲で
断熱材を巻いた。このタンディッシュに温度を３００℃
から１０００℃に加熱したアルゴンガスを吹き込みなが
ら４０ｔの溶鋼過熱度２０℃の溶鋼を２４０秒かけて注
ぎ上げ、スライドノズルを開にし溶鋼の流出を確認しス
ライドノズルを閉じた。その結果を表３に示す。なお、
表３の○、×も表１と同じである。

【０１０２】

【表３】

【０１０３】表３に示すように、アルゴンガス温度を６
００℃以上とした場合に注ぎ上げ時間が２４０秒でも溶
鋼が流出した。この結果からアルゴンガス温度を６００
℃以上にすることにより、従来の注ぎ上げ時間の限界で
あった９０秒を２４０秒まで延長できることが確認され
た。

【０１０４】（第４の実施例）第１の実施例と同じタン
ディッシュの第１ストランドにおいては上ノズルのみに
電気ヒーターを組み込み、第２ストランドにおいては上
ノズルおよびスライディングノズルのスライディングプ
レートに電気ヒーターを組み込んだ。両ストランドの上
ノズルは電気ヒーター温度で８００℃に加熱し、かつ第
２ストランドについてはスライドノズルを電気ヒーター
温度で５００℃に加熱後、このタンディッシュに４０ｔ
の溶鋼過熱度２０℃の溶鋼を２４０秒かけて注ぎ上げ、
スライドノズルを開にし、溶鋼の流出を確認した。その
結果を表４に示す。なお、表４の○、×も表１と同じで
ある。

【０１０５】

【表４】

【０１０６】表４に示すように、上ノズルの加熱のみで
従来の注ぎ上げ時間の限界であった９０秒を２４０秒ま
で延長できたが、さらにスライディングノズル加熱を組
み合わせることで３００秒と注ぎ上げ時間を一層延長す
ることが可能であることが確認された。

【０１０７】（第５の実施例）第１の実施例と同じタン
ディッシュの第１ストランドにおいてはスライディング
ノズルのスライディングプレートのみに電気ヒーターを
組み込み、第２ストランドにおいてはスライディングプ
レートに電気ヒーターを組み込むとともに、溶鋼攪拌用
アルゴンガス配管の途中にアルゴンガス加熱用ヒーター
を取り付けた。取り付けたアルゴンガス加熱用ヒーター
については実施例３と同様な養生を施した。両ストラン
ドのスライディングのズルは電気ヒーター温度で５００
℃に加熱し、かつ第２ストランドについては６００℃に
加熱したアルゴンガスを吹き込みながら、このタンディ
ッシュに４０ｔの溶鋼過熱度２０℃の溶鋼を２４０秒か
けて注ぎ上げ、スライドノズルを開にし溶鋼の流出を確
認しスライドノズルを閉じた。以後、３０秒毎にスライ
ドノズルを開閉し溶鋼の流出を確認した。その結果を表
５に示す。なお、表５の○、×も表１と同じである。

【０１０８】

【表５】

【０１０９】表５に示すように、スライドノズルの加熱
のみで従来の注ぎ上げ時間の限界であった９０秒を２４
０秒までと延長できたが、スライディングノズル加熱と
アルゴンガス加熱とを組み合わせることで３３０秒と注
ぎ上げ時間を一層延長することが可能であることが確認
された。

【０１１０】（第６の実施例）第１の実施例と同じタン
ディッシュの第１ストランドの溶鋼攪拌用アルゴンガス
配管の途中にアルゴンガス加熱用ヒーターのみを配置
し、第２ストランドにおいては溶鋼攪拌用アルゴンガス
配管の途中にアルゴンガス加熱用ヒーターを取り付ける
とともに、上ノズルに電気ヒーターを組み込んだ。取り
付けたアルゴンガス加熱用ヒーターについては実施例３
と同様な養生を施した。第２ストランドの上ノズルは電
気ヒーター温度８００℃に加熱し、かつ両ストランドに
ついて６００℃に加熱したアルゴンガスを吹き込みなが
ら、このタンディッシュに４０ｔの溶鋼過熱度２０℃の
溶鋼を２４０秒かけて注ぎ上げ、スライドノズルを開に
し溶鋼の流出を確認しスライドノズルを閉じた。以後、
３０秒毎にスライドノズルを開閉し溶鋼の流出を確認し
た。その結果を表６に示す。なお、表６の○、×も表１
と同じである。

【０１１１】

【表６】

【０１１２】表６に示すように、アルゴンガス加熱のみ
で従来の注ぎ上げ時間の限界であった９０秒を３００秒
まで延長できたが、上ノズル加熱とアルゴンガス加熱を
組み合わせることで３３０秒と注ぎ上げ時間を一層延長
することが可能であることが確認された。

【０１１３】（第７の実施例）第１の実施例と同じタン
ディッシュの第１ストランドにおいては上ノズルに電気
ヒーターを組み込むとともに、溶鋼攪拌用アルゴンガス
配管の途中にアルゴンガス加熱用ヒーターを取り付け、
また第２ストランドにおいては上ノズルおよびスライデ
ィングプレートに電気ヒーターを組み込むとともに、溶
鋼攪拌用アルゴンガス配管の途中にアルゴンガス加熱用
ヒーターを取り付けた。取り付けたアルゴンガス加熱用
ヒーターについては実施例３と同様な養生を施した。両
ストランドの上ノズルは電気ヒーター温度で８００℃に
加熱し、かつ第２ストランドについてはスライディング
ノズルを電気ヒーター温度で５００℃に加熱し、両スト
ランド共に６００℃に加熱したアルゴンガスを吹き込み
ながら、このタンディッシュに４０ｔの溶鋼過熱度２０
℃の溶鋼を２４０秒かけて注ぎ上げ、スライドノズルを
開にし溶鋼の流出を確認しスライドノズルを閉じた。以
後、３０秒毎にスライドノズルを開閉し溶鋼の流出を確
認した。その結果を表７に示す。なお、表７の○、×も
表１と同じである。

【０１１４】

【表７】

【０１１５】表７に示すように、上ノズルの加熱とアル
ゴンガス加熱の併用では従来の注ぎ上げ時間の限界であ
った９０秒を３３０秒まで延長できたが、上ノズル加熱
とスライディングノズル加熱とアルゴンガス加熱とを組
み合わせることで３９０秒と注ぎ上げ時間をさらに一層
延長することが可能であった。

【０１１６】次の第８の実施例ないし第１０の実施例は
第２の実施形態に関するものである。 （第８の実施例）図１１の溶湯注入機構を用いて溶鋼の
注入を行った。発熱体４９ａ，４９ｂとしては珪化モリ
ブデン（商品名カンタル）を用い、ノズル加熱の電源と
しては取鍋積載型の小型電源を用いた。本実施例におい
て、受鋼直前の上ノズル４２の溶鋼接触面の表面温度は
１０００℃であった。ノズル孔４７に粒状耐火物（詰め
砂）等の充填材は一切充填しなかった。

【０１１７】受鋼後開口までの保持時間３０分後にロー
タリーノズルにおける摺動部材４５の摺動板４４を閉状
態から開状態に動かした。取鍋のノズルは問題なく開口
し、予め用意したタンディッシュに注湯が開始された。

【０１１８】（第９の実施例）図１２の溶湯注入機構を
用いて溶鋼の注入を行った。ここでは、摺動部材４５の
摺動板４４の上面における閉位置に受け込まれたガス吹
き込み部５０から、開口５分前より予め昇温したＡｒガ
スを流した。Ａｒガスの温度は６００℃、流量は１．０
ｌ／ｍｉｎであった。その他の装置構成は第８の実施例
と同様であった。本実施例において、受鋼直前の上ノズ
ル４２の溶鋼接触面の表面温度は１２００℃であった。
ノズル孔４７に粒状耐火物（詰め砂）等の充填材は一切
充填しなかった。

【０１１９】受鋼後開口までの保持時間３０分後にロー
タリーノズルにおける摺動部材４５の摺動板４４を閉状
態から開状態に動かした。取鍋のノズルは問題なく開口
し、予め用意したタンディッシュに注湯が開始された。

【０１２０】（第１０の実施例）第８の実施例および第
９の実施例に記載された条件で溶鋼を注入して、図１３
および図１４に示す設備により連続鋳造を行った。鋼鋳
片５５のサイズは２５０ｍｍ厚×２１００ｍｍ幅であ
り、鋳造速度を０．８ｍ／ｍｉｎとして鋳造を実施し
た。取鍋４０のノズル孔４７には粒状耐火物（詰め砂）
等の充填材は使用しなかったが、ノズル孔４７は問題な
く開口し、取鍋４０の全出鋼量２６０Ｔを完鋳した。ボ
トム鋳片の清浄度はいずれの場合も良好であり、図１４
のようにタンディッシュを用いない場合でも、タンディ
ッシュを用いて充填材により開口を行った場合と同等以
上の清浄度が得られた。

【０１２１】次の第１１の実施例は第３の実施形態に関
するものである。 （第１１の実施例）ここでは、溶鋼流出部が図１５に示
すような構造を有する２ストランドタンディッシュを用
いて溶鋼を連続鋳造した。タンディッシュとして容量４
０トンのものを用い、取鍋として容量が２５０トン／ヒ
ートのものを用いた。モールド幅は両ストランドとも９
５０ｍｍであり、鋳造中の幅替は行わなかった。鋳片の
厚さは２５０ｍｍとし、鋼種はいずれも低炭素アルミキ
ルド鋼とした。また、鋳造途中の浸漬ノズルの交換等は
行わなかった。

【０１２２】ノズル孔を通流する溶鋼に上ノズル６２を
介してＡｒガスを供給したが、その流量はガス加熱装置
７２の手前で設定したが、溶鋼トン当たり１．３〜４．
２Ｎｌ／ｍｉｎと変化させた。また、ガスの設定温度は
最適条件を決定するために、５００℃、６００℃、８０
０℃の３水準で変化させた。それぞれの場合の鋳造終了
後に浸漬ノズルを外し、ノズル内のアルミナ付着率を測
定し、さらにノズル閉塞の有無を確認した。また、比較
のためにガス加熱装置を使用せずに常温のＡｒガスを上
ノズルを介してノズル孔を通流する溶鋼に吹き込んだ。
その結果を表８に示す。

【０１２３】

【表８】

【０１２４】実施例であるＮｏ．１〜Ｎｏ．３では、鋳
造中のガス流量を一定として、ガス温度を異ならせた場
合を比較している。これらはいずれもノズル閉塞は生じ
なかったが、５００，６００℃に加熱したＮｏ．１およ
びＮｏ．２のアルミナ付着量が２７％および１４％であ
ったのに対して、８００℃に加熱したＮｏ．３は同一鋳
造時間にもかかわらずアルミナ付着量が０であり、極め
てアルミが付着しにくいことが確認された。したがっ
て、吹き付けガスの加熱温度は８００℃以上が好ましい
ことが確認された。

【０１２５】実施例であるＮｏ．４〜７は、ガス温度を
８００℃とし、ガス流量をガスが常温の場合（比較例で
あるＮｏ．８〜１１）よりもガス流量を減少させた。Ｎ
ｏ．４〜７はいずれも同一鋳造時間でのアルミナ付着は
常温ガスを供給した場合に比べて非常に軽減されている
ことが確認された。また、鋳造時間が２５０分間以内で
あればアルミナ付着は皆無であった。鋳造時間を延長さ
せたＮｏ．６およびＮｏ．７は若干のアルミナ付着は観
察されたが、ノズル閉塞まで至っていないことが確認さ
れた。これに対して、比較例では鋳造時間と比例してア
ルミナ付着が厚くなり、鋳造時間２００分間を超えると
Ａｒガス流量を増加させてもノズル閉塞が発生した。

【０１２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
上ノズル等を加熱してノズル孔からスライディングノズ
ルに至るまでの間に滞留している溶鋼の温度降下による
ノズル詰まりの発生が抑制され、鋼の連続鋳造におい
て、鋳造開始時の注ぎ上げ時間を延長することが可能と
なる。これにより、鋳片先端の不良鋳片量を減らす等、
極めて大きな効果を得ることができる。

【０１２７】また、取鍋等の溶融金属保持容器の下部に
設置された溶湯注入機構において、摺動板と記上ノズル
の少なくとも一方を加熱する加熱手段を設けたので、ノ
ズル充填材を使用することなく、溶融金属保持容器のノ
ズル開口を確実に行うことができ、ノズル充填材の溶融
金属中への混入にともなって引き起こされる溶融金属の
汚染を防止することができる。

【０１２８】さらに、溶湯流出ノズルの任意の位置から
該ノズルのノズル孔を流出する溶湯中に予め加熱したガ
スを吹き込むので、底部に溶湯流出孔を有するタンディ
ッシュにおいて、鋳片の品質を劣化させることなく、ノ
ズル閉塞を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態が適用される連続鋳造
設備を示す概略断面図。

【図２】本発明の第１の実施形態の第１の方法を実施す
るための連続鋳造設備におけるスライディングノズル周
辺の構造を示す図。

【図３】本発明の第１の実施形態の第２の方法を実施す
るための連続鋳造設備におけるスライディングノズル周
辺の構造を示す図。

【図４】本発明の第１の実施形態の第３の方法を実施す
るための連続鋳造設備におけるスライディングノズル周
辺の構造を示す図。

【図５】本発明の第１の実施形態の第４の方法を実施す
るための連続鋳造設備におけるスライディングノズル周
辺の構造を示す図。

【図６】本発明の第１の実施形態の第５の方法を実施す
るための連続鋳造設備におけるスライディングノズル周
辺の構造を示す図。

【図７】本発明の第１の実施形態の第６の方法を実施す
るための連続鋳造設備におけるスライディングノズル周
辺の構造を示す図。

【図８】本発明の第１の実施形態の第７の方法を実施す
るための連続鋳造設備におけるスライディングノズル周
辺の構造を示す図。

【図９】本発明の第１の実施形態の第２の方法を実施す
るための他の構造に係る装置を示す図。

【図１０】図９の装置において、スライディングプレー
トを途中まで摺動した状態を示す図。

【図１１】本発明の第２の実施形態における溶湯注入機
構の一例を示す断面図。

【図１２】本発明の第２の実施形態における溶湯注入機
構の他の例を示す断面図。

【図１３】図１１または図１２の溶鋼注入機構を備えた
取鍋からタンディッシュを介して溶鋼をモールドに注入
して連続鋳造を行う際の設備を示す図。

【図１４】図１１または図１２の溶鋼注入機構を備えた
取鍋からタンディッシュを介さずに直接モールドに注入
して連続鋳造を行う際の設備を示す図。

【図１５】本発明の第３の実施形態の実施に適用される
タンディッシュの溶鋼流出部を示す断面図。

【図１６】図１５の装置に用いられたガス加熱装置の構
造を示す概略図。

【符号の説明】

１；タンディッシュ ２；溶鋼 ３；溶鋼流出口 ４；上ノズル ５；スライディングノズル ５ａ；固定プレート ５ｂ；スライディングプレート ６；浸漬ノズル ７；モールド（鋳型） ２１；上ノズルに組み込まれた電気ヒーター ２６；スライディングプレートに組み込まれた電気ヒー
ター ２９；アルゴンガス配管内に設けられた電気ヒーター ４０；取鍋 ４１；溶鋼注入機構 ４２；上ノズル ４３；固定板 ４４；摺動板 ４６；下部ノズル ４９ａ，４９ｂ；電気発熱体 ５０；ガス吹き込み部 ５１；エアーシールパイプ ５２；タンディッシュ ５３；浸漬ノズル ５４；モールド ５５；鋼鋳片 ６０；タンディッシュ ６１；溶鋼流出部 ６２；上ノズル ６６；スライディングノズル ６７；浸漬ノズル ６８；モールド ７０；溶鋼流出孔（ノズル孔） ７１；ガス配管 ７２；ガス加熱装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２２Ｄ 41/36 Ｂ２２Ｄ 41/36 41/42 41/42 41/50 ５４０ 41/50 ５４０ 41/60 41/60 (72)発明者 渡辺 恭二 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 倉永 太一 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 村木 靖徳 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 渋谷 清文 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 大迫 隆志 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 前田 浩史 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 桑野 清吾 東京都千代田区大手町２丁目２番１号 品 川白煉瓦株式会社内 (72)発明者 森脇 正弘 東京都千代田区大手町２丁目２番１号 品 川白煉瓦株式会社内 (72)発明者 吉川 道徳 東京都千代田区大手町２丁目２番１号 品 川白煉瓦株式会社内

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タンディッシュ内の溶鋼をその底部に設
   けられた溶鋼流出口から上ノズル、スライディングノズ
   ルおよび浸漬ノズルを介して鋳型に供給して連続的に鋳
   造を行う連続鋳造方法であって、 前記上ノズルの内部にヒーターを設け、そのヒーターに
   より前記上ノズルを８００℃以上に加熱し、前記スライ
   ディングノズルを閉じた状態で前記タンディッシュ内に
   溶鋼を注ぎ上げ、その後スライディングノズルを開いて
   鋳造を開始することを特徴とする連続鋳造方法。
2. 【請求項２】 タンディッシュ内の溶鋼をその底部に設
   けられた溶鋼流出口から上ノズル、スライディングノズ
   ルおよび浸漬ノズルを介して鋳型に供給して連続的に鋳
   造を行う連続鋳造方法であって、 前記スライディングノズルの内部にヒーターを設け、前
   記スライディングノズルを閉じた状態でそのタンディッ
   シュ側表面温度を５００℃以上に加熱し、前記タンディ
   ッシュ内に溶鋼を注ぎ上げ、その後スライディングノズ
   ルを開いて鋳造を開始することを特徴とする連続鋳造方
   法。
3. 【請求項３】 タンディッシュ内の溶鋼をその底部に設
   けられた溶鋼流出口から上ノズル、スライディングノズ
   ルおよび浸漬ノズルを介して鋳型に供給して連続的に鋳
   造を行う連続鋳造方法であって、 前記スライディングノズルを閉じた状態でそのスライデ
   ィングノズルを介して６００℃以上に加熱したガスを溶
   鋼に供給して溶鋼を撹拌しながら、前記タンディッシュ
   内に溶鋼を注ぎ上げ、その後スライディングノズルを開
   いて鋳造を開始することを特徴とする連続鋳造方法。
4. 【請求項４】 タンディッシュ内の溶鋼をその底部に設
   けられた溶鋼流出口から上ノズル、スライディングノズ
   ルおよび浸漬ノズルを介して鋳型に供給して連続的に鋳
   造を行う連続鋳造方法であって、 前記上ノズルの内部および前記スライディングノズルの
   内部にヒーターを設け、前記スライディングノズルを閉
   じた状態でヒーターにより前記上ノズルを８００℃以
   上、前記開閉ノズルを５００℃以上に加熱し、前記タン
   ディッシュ内に溶鋼を注ぎ上げ、その後スライディング
   ノズルを開いて鋳造を開始することを特徴とする連続鋳
   造方法。
5. 【請求項５】 タンディッシュ内の溶鋼をその底部に設
   けられた溶鋼流出口から上ノズル、スライディングノズ
   ルおよび浸漬ノズルを介して鋳型に供給して連続的に鋳
   造を行う連続鋳造方法であって、 前記スライディングノズルの内部にヒーターを設け、ス
   ライディングノズルを閉じた状態でそのタンディッシュ
   側表面温度を５００℃以上に加熱するとともに、そのス
   ライディングノズルを介して６００℃以上に加熱したガ
   スを溶鋼に供給して溶鋼を撹拌しながら、前記タンディ
   ッシュ内に溶鋼を注ぎ上げ、その後スライディングノズ
   ルを開いて鋳造を開始することを特徴とする連続鋳造方
   法。
6. 【請求項６】 タンディッシュ内の溶鋼をその底部に設
   けられた溶鋼流出口から上ノズル、スライディングノズ
   ルおよび浸漬ノズルを介して鋳型に供給して連続的に鋳
   造を行う連続鋳造方法であって、 前記上ノズルの内部および前記スライディングノズルの
   内部にヒーターを設け、前記スライディングノズルを閉
   じた状態でヒーターにより前記上ノズルを８００℃以上
   に加熱し、かつ前記スライディングノズルを介して６０
   ０℃以上に加熱したガスを溶鋼に供給して溶鋼を撹拌し
   ながら、前記タンディッシュ内に溶鋼を注ぎ上げ、その
   後スライディングノズルを開いて鋳造を開始することを
   特徴とする連続鋳造方法。
7. 【請求項７】 タンディッシュ内の溶鋼をその底部に設
   けられた溶鋼流出口から上ノズル、スライディングノズ
   ルおよび浸漬ノズルを介して鋳型に供給して連続的に鋳
   造を行う連続鋳造方法であって、 前記上ノズルの内部および前記スライディングノズルの
   内部にヒーターを設け、前記スライディングノズルを閉
   じた状態でヒーターにより前記上ノズルを８００℃以
   上、前記スライディングノズルを５００℃以上に加熱
   し、かつ前記スライディングノズルを介して６００℃以
   上に加熱したガスを溶鋼に供給して溶鋼を撹拌しなが
   ら、前記タンディッシュ内に溶鋼を注ぎ上げ、その後ス
   ライディングノズルを開いて鋳造を開始することを特徴
   とする連続鋳造方法。
8. 【請求項８】 溶融金属保持容器の下部に設置され該溶
   融金属保持容器に貯留された溶湯を注入する溶湯注入機
   構であって、 溶融金属保持容器の溶湯流出口に設けられた上ノズル
   と、 上ノズルの下部に固定されたノズル孔を有する固定板、
   および固定板に対して摺動し、溶湯流出口を開閉する摺
   動板を有する摺動部材と、 前記摺動板に固定され摺動板とともに移動する下部ノズ
   ルと、前記摺動板と前記上ノズルの少なくとも一方を加
   熱する加熱手段とを有することを特徴とする溶湯注入機
   構。
9. 【請求項９】 前記加熱手段は、上ノズルにそのノズル
   孔の外周を周回するように設けられた電気発熱体を有す
   ることを特徴とする請求項８に記載の溶湯注入機構。
10. 【請求項１０】 前記加熱手段は、前記固定板にそのノ
    ズル孔の外周を周回するように設けられた電気発熱体を
    有することを特徴とする請求項８または請求項９に記載
    の溶湯注入機構。
11. 【請求項１１】 前記摺動板のノズル閉位置、または前
    記上ノズルの固定板近傍位置の少なくとも一方の溶湯接
    触面に、溶鋼が侵入しない程度の微細径を有し、溶湯に
    予め昇温されたガスを吹き込むための多数の孔が形成さ
    れていることを特徴とする請求項８から請求項１０のい
    ずれか１項に記載の溶湯注入機構。
12. 【請求項１２】 請求項８から請求項１１のいずれか１
    項に記載の溶湯注入機構を用いて溶融金属保持容器から
    溶湯を注入する溶湯注入方法であって、 前記溶湯として溶鋼を用い、前記上ノズルおよび前記固
    定板の溶鋼接触面の温度を、溶鋼の液相線温度をＴ_Ｌと
    した場合に、Ｔ_Ｌ−５５０℃以上の温度に加熱すること
    を特徴とする溶湯注入方法。
13. 【請求項１３】 前記請求項１１の溶湯注入機構を用い
    て溶融金属保持容器から溶湯を注入する溶湯注入方法で
    あって、 前記溶湯として溶鋼を用い、溶鋼に吹き込む不活性ガス
    の温度を６００℃以上とすることを特徴とする溶湯注入
    方法。
14. 【請求項１４】 請求項８から請求項１１のいずれか１
    項に記載の溶湯注入機構を溶融金属保持容器としての取
    鍋に設け、該取鍋から連続鋳造用モールドへ直接に溶湯
    を注入することを特徴とする溶湯注入方法。
15. 【請求項１５】 請求項１２または請求項１３の方法に
    おいて、前記溶融金属保持容器は取鍋であり、該取鍋か
    ら連続鋳造用モールドへ直接に溶鋼を注入することを特
    徴とする溶湯注入方法。
16. 【請求項１６】 タンディッシュ内の溶湯をその底部に
    設けられた溶湯流出口から溶湯流出ノズルを介して鋳型
    に供給して連続的に鋳造を行う連続鋳造方法であって、 前記溶湯流出ノズルの任意の位置から該ノズルのノズル
    孔を流出する溶湯中に予め加熱したガスを吹き込むこと
    を特徴とする連続鋳造方法。
17. 【請求項１７】 前記ガスの加熱温度を８００℃以上と
    したことを特徴とする請求項１６に記載の連続鋳造方
    法。
18. 【請求項１８】 前記ガスを加熱する加熱装置とガス吹
    き込み部との間を１０００ｍｍ以内とすることを特徴と
    する請求項１６または請求項１７に記載の連続鋳造方
    法。