JPH01215448A - 連続鋳造用浸漬ノズル - Google Patents

連続鋳造用浸漬ノズル

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JPH01215448A
JPH01215448A JP4272088A JP4272088A JPH01215448A JP H01215448 A JPH01215448 A JP H01215448A JP 4272088 A JP4272088 A JP 4272088A JP 4272088 A JP4272088 A JP 4272088A JP H01215448 A JPH01215448 A JP H01215448A
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nozzle
gas
gas outlet
sectional
molten metal
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JP4272088A
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Toshio Tejima
手嶋 俊雄
Toru Kitagawa
北川 融
Mikio Suzuki
幹雄 鈴木
Toshio Masaoka
政岡 俊雄
Takashi Mori
孝志 森
Kazuo Okimoto
一生 沖本
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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    • 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
    • B22D41/58Pouring-nozzles with gas injecting means

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ この発明は浸漬ノズル内壁ぺの介在物の付着・成長を抑
制し、連続鋳造の酸化物系介在物起因の欠陥発生を防止
する浸漬ノズルに関するものである。
[従来の技術] 連続鋳造での浸漬ノズル内壁への介在物の付着は、時間
の経過とともに増大し、操業時間の制約するだけでなく
、数ミクロンの溶鋼中の脱酸生成物が粗大化し、しばし
ば製品欠陥を誘発させる。
浸漬ノズル内壁への付着に関しては浸漬ノズル材質大き
く影響し、例えば溶融シリカ質の浸漬ノズルにはほどん
と介在物の付着は認められない、しかし溶融シリカ質の
浸漬ノズルは鋼中のMnなどと反応し、溶損するため操
業のトラブルが発生しやすく鋳片品質にも問題となる。
従って一般のアルミキルト鋼の連続鋳造ではアルミナグ
ラファイトあるいはアルミナグラファイトとジルコニア
質の組み合わせ材質の浸漬ノズルが使用されている。ア
ルミナグラファイト質浸漬ノズルを使用する場合には酸
化物系介在物の付着、焼結、成長が急速に進行するため
、浸漬ノズル内へ不活性ガスとしてはアルゴンガスを吹
き込み洗浄することによって、この進行を抑制している
。更に、最近では浸漬ノズルの材質的検討がなされてい
る。その−例どして、鋳造開始時の熱衝撃の対策として
アルミナグラファイト内に20〜30%の5i02が混
合されているが、鋳造時の強還元性雰囲気のもとでは 5i02(s) + C(s) −=SiO(g) +
CO(g)となり、Siがガス化しこれが鋼中へ酸素供
給源となり、介在物を生成し、介在物の付着、成長を誘
発する可能性があるため、浸漬ノズルの材質をSiO□
からSiCとカーボンに置き換える。又は、ジルコニア
質の浸漬ノズルについては、■熱伝導性が低い、■脱酸
生成物の付着性がしにくい等の理由で、最近はジルコニ
ア質の浸漬ノズルを使用していることが多い。第6図は
従来の2つの吐出孔2の中心を通る浸漬ノズル1の断面
図で、(イ)は2つの吐出孔2の中心を通る浸漬ノズル
1の平面切断図、(ロ)は第6図の(イ)の2つの吐出
孔2の中心を通る浸漬ノズル1の縦断面図(A−A’)
、(ハ)は第6図の(ロ)の2つの吐出孔2の中心を通
る浸漬ノズル1の縦断面図(A−A’)の直角方向の縦
断面図(B−B’)である。
浸漬ノズル1の使用後の溶湯流通路4の内壁側3のアル
ミナ付着厚4は浸漬ノズル1の吐出孔2の上端から40
mmの縦断面図A−A’と直角方向の縦断面図B−B”
で測定した。浸漬ノズル1の材質をアルミナグラファイ
トとジルコニアの使用結果について説明する。第7図は
鋳造時間と浸漬ノズルの使用後の溶湯流通路の内壁側の
アルミナ付着厚の関係を示すグラフ図である。O印とΔ
印は、アルミナグラファイト質ノズルで、・印とム印は
ジルコニアノズルである。○印と・印は浸漬ノズル1の
縦断面図A−A’で、Δ印とム印は浸漬ノズル1の縦断
面図B−B′である。第8図はノズル内の管内流速と浸
漬ノズルの使用後の溶湯流通路の内壁側のアルミナ付着
厚の関係を示すグラフ図である。ここで示した管内流速
とは溶湯通過量(n(/ see )を浸漬ノズル内断
面積(m2)で割った平均流速を示している。第8図に
おいて浸漬ノズル1の縦断面図A−A’では管内流速の
上昇でアルミナ付着厚が減少しているが、縦断面図B−
B’では管内流速とアルミナ付着厚とに明瞭な相関が見
られない、この理由は溶湯通過量が増大し管内流速も当
然増大するはずにもかかわらず、浸漬ノズル1の縦断面
図B−B’の下流域ではその壁近傍に吐出孔による急激
な断面変化に伴う減速域が存在し、多少の溶湯通過量の
増大では流速変化が生じないため溶湯中のアルミナが流
れより排出され減速域に入り、そこで付着成長したため
である。第9図は浸漬ノズルの上部からのアルゴンガス
吹き込み量とアルミナ付着厚との関係を示すグラフ図で
ある。第7図、第8図、第9図から明らかなように、浸
漬ノズル1の吐出孔2の縦段面図A−A’では、浸漬ノ
ズル1の材質のジルコニア化、浸漬ノズル1内の溶湯流
速の増大、浸漬ノズルの上部からのアルゴンガス吹き込
み量の増大によってアルミナ付着厚は軽減されるが、こ
れに対して浸漬ノズル1の吐出孔2の縦段面図B−B’
では、浸漬ノズル1の材質のジルコニア化、浸漬ノズル
1内の溶湯流速の増大、浸漬ノズルの上部からのアルゴ
ンガス吹き込み量の増大させても、アルミナ付着厚はほ
どんと軽減−されないために、製品に予期せぬ欠陥が発
生することが多い。
第10図は従来の2つの吐出孔2の中心を通る浸漬ノズ
ルで、底部にスリットノズル設置したノズル断面図で、
(イ)は2つの吐出孔の中心を通る浸漬ノズルの平面切
断図、(ロ)は第10図の(イ)の2つの吐出孔の中心
を通る浸漬ノズルの縦断面図(A−A’)、(ハ)は第
10図の(ロ)の2つの吐出孔の中心を通る浸漬ノズル
の縦断面図(A−A’)の直角方向の縦断面図(B −
B’)を示す図である。この対策として、第10図に示
すような浸漬ノズル1の底部11全面よりスリットノズ
ル16によってアルゴンガスを溶湯に吹き込む方法が取
られている。
[発明が解決しようとする課題] しかしながらこの方法では、両畦出孔2の中心を通る浸
漬ノズル1の直角方向の縦断面(B−B’)のアルミナ
付着厚は減少するが、このような広範囲の領域より均一
にアルゴンガスを吹き込むには、多量のアルゴンガスが
必要となる。又、このように浸漬ノズル1の上部からの
アルゴンガスの吹き込みも必要で(吹き込みを実施しな
いと浸漬ノズル1の上部でアルミナ付着が進行する)、
その吹き込み量は各々6〜1ONi/winとなり、ト
ータルにすれば12〜20  NJI /winが必要
である。アルゴンガスの吹き込み量が多すぎると鋳片の
ノロカミ、ブローといった表面欠陥を発生させる。第1
1図は浸漬ノズル1の上方タンディツシュ内の溶鋼注入
口にポーラス体を設はアルゴンガスを吹いた事例で、こ
の場合一部はタンディツシュ内へ浮上するアルゴン量も
あるが、2〜5 ton / minでの鋳造を行った
時のアルゴンガスを溶湯に吹き込む量と鋳片表面のブロ
ー数の関係を示すグラフ図である。この図から明らかな
ようにアルゴンガスの吹き込み量に比例してブロー数が
増加している。アルゴンガスの吹き込み量を5tll/
win以下のときは、鋳造時の浸漬ノズル1内にアルミ
ナが付着し、ノズル閉塞を起ここの発明はかかる事情に
鑑みてなされたものであって、アルゴンガスの吹き込み
方法によって鋳片のノロカミ、ブローといった表面欠陥
を増大させることなく浸漬ノズル内にアルミナ付着を防
止することを目的とする。
[課題を解決するための手段及び作用]この発明の連続
鋳造用浸漬ノズルはタンディツシュ内の溶湯を鋳型内に
注入する浸漬ノズルにおいて、浸漬ノズル本体の内壁の
2個の吐出孔から90度ずれ、かつ吐出孔の溶湯入側の
上端とガス流出口の上端との距離が0〜+100mmの
高さ方向の範囲の位置に設けられたガス流出口と、前記
ガス流出口に接続されたガス流通路と、前記ガス流通路
にガスを供給するガス供給手段とを具備したことを特徴
とする。
そして、トータルガス吹き込み量を5〜1ONρ/ff
1inから変えずに浸漬ノズルの2個の吐出孔から90
度ずれ、かつ吐出孔の溶湯入側の上端とガス流出口の上
端との距離が0〜+100mmの゛高さ方向の範囲の位
置に設けられたガス流出口を設ける。ここで吐出孔の溶
湯入側の上端とガス流出口の上端との距離を限定した理
由は0mm未満及び100m+a超の場合はアルミナ付
着厚が増加するためである。その結果鋳片のノロカミ、
ブローといった表面欠陥を発生させることなく、浸漬ノ
ズルの内壁へのアルミナ付着を防止できる。
[実施例] 以下添付図を参照してこの発明の実施例について説明す
る。
第1図はこの発明の実施例に係わる浸漬ノズルの断面図
で、(イ)は2つのアルゴンを吹き込むガス流出口を含
む平面断面図、(ロ)は第1図の(イ)の2つの吐出孔
の中心を通る浸漬ノズルの縦断面図(A−A’)、(ハ
〉は第1図の(ロ)の2つの吐出孔の中心を通る浸漬ノ
ズルの縦断面図(A−A’)の直角方向の縦断面図(B
−B’)を示す図である。1は浸漬ノズル、2は吐出孔
、11は浸漬ノズルの底部、12はガス流出口、13は
ガス流通路、14はガス供給管、15はガス供給手段で
ある。
浸漬ノズル1の吐出孔2は丸型で、浸漬ノズルの底部の
プール型のである。浸漬ノズル1は耐火物で作られてお
り、その下部に2個の相対向する吐出孔2が設置されて
いる。ここにガス供給手段15からアルゴンガスをガス
供給接続管14を通して、ガス流通路13に導き、更に
ガス流通路13に接続されているガス流出口12よりア
ルゴンガスが流出される。
(実施例1) 図示しないタンディツシュから浸漬ノズル1に溶湯を供
給し、2個の相対向する吐出孔2から鋳型(図示せず)
内に注入される。そしてガス供給手段15からアルゴン
ガスを2Njl/ff1in程度供給するとガス供給接
続管14を通してガス流通路13に導き、更にガス流出
口12に接続されている。浸漬ノズル1の内側内壁の2
個のガス流出口12より気泡状になって溶湯内に吹き込
まれる。
この時従来のアルゴン吹き込み位置からもタンディツシ
ュ注入口から、浸漬ノズル1の上部かけての内壁へのア
ルミナ付着厚防止するために5〜8fl/minのアル
ゴンを吹き込む。ノズルの溶湯内に吹き込まれるトータ
ルのアルゴン流量は5〜101111I/ minなの
で第8図に示すように鋳片表面のブロー数を増大させる
ことなく、かつガス流出口12付近のアルミナ付着厚も
防止できる。
ガス流出口12の範囲は30 mmX−100amであ
る。吐出孔の径は80IIlfflΦである。
ガス流出口12の吹き込み位置についてノズルのガス流
出口12の上端と吐出孔2の上端同一レベルにした。
この結果アルミナ付着厚は、1/3に減少した。
(実施例2) 次にガス流出口の吹き込み位置を変更して、アルミナ付
着厚の関係を調査した。吐出孔の溶湯入側の上端とガス
流出口の°上端と間隔を、−30〜+150mmの高さ
方向の範囲で変更した。第2図はこのガス流出口の吹き
込み位置を変更した水準を示した浸漬ノズルの断面図で
ある。〈a)はノズルのガス流出口12の上端と吐出孔
2の上端との間隔が30mm下方に離れているもの、(
b)はノズルのガス流出口12の上端と吐出孔2の上端
同一レベルのもの、(C)はノズルのガス流出口12の
上端と吐出孔2の上端との間隔が30mm上方に離れて
いるもの、(d)はノズルのガス流出口12の上端と吐
出孔2の上端との間隔が100mm上方に離れているも
の、(e)はノズルのガス流出口12の上端と吐出孔2
の上端との間隔が150mm上方に離れているものを示
している。
第3図は第2図に示すガス流出口の吹き込み位置の違い
とアルミナ付着厚の関係を示すグラフ図である。この図
から明らかなように吐出孔の溶湯入側の上端とガス流出
口の上端と間隔を、−〇〜+100+mの高さ方向の範
囲のときがアルミナ付着厚が少ない。
この理由は第4図と第5図から説明する。第4図は従来
の浸漬ノズルの断面図で、(a)は浸漬ノズルの平面断
面図で、(b)は第4図の(a)のx−x’縦断面図で
ある。第4図(a)の○印は吐出孔方向(X−X’)の
管内流速で、Δ印は吐出孔から90度ずれた方向(Y−
Y’)の管内流速である。なお管内流速の測定箇所はイ
及びホは浸漬ノズル内壁近傍部、ハは浸漬ノズルの中心
部、口及び二は浸漬ノズル内壁近傍部と浸漬ノズルの中
心部の間である。第4図(b)の直線A−A’は吐出孔
2の上端部で、直線B−B’は吐出孔2の上端から30
mmの位置で、直線c−c’は吐出孔2の上端から15
0mmの位置である。第5図は第4図における測定位置
別の管内流速分布の関係を示すグラフ図である。第5図
の(a)は第4図(b)の直線A−A’部の管内流速分
布で、第5図の(b)は第4図(b)の直線B−B’部
の管内流速分布で、第5図の(c)は第4図(c)の直
線c−c’部の管内流速分布である。この図から明らか
なように、吐出孔方向(x−x’)の管内流速は直線A
−A’ 、直線B−B’ 、直線c−c’部ともあまり
変わらないが、吐出孔から90度ずれた方向(Y−Y’
)の管内流速分布は、第5図の(a)及び(b)に示す
一部に点線で示すように減速域をもつ流動分布状態とな
る。これは吐出孔の上端(内側)から30mm以下で著
しくなる。その上はほぼ第5図の(c)ような流動分布
状態となる。従ってその範囲にガスを吹き込み側壁を洗
浄することがアルミナ付着防止には有効である。
即ち吐出孔の溶湯入側の上端とガス流出口の上端と間隔
を、−〇〜+100mmの高さ方向の範囲のときがアル
ミナ付着厚が少ない。
この結果アルミナ付着厚は、1/3〜115に減少した
[発明の効果] この発明によれば、浸漬ノズル本体の内壁の2個の吐出
孔から90度ずれ、かつ吐出孔の溶湯入側の上端とガス
流出口の上端との距離が、0〜+100mmの高さ方向
の範囲の位置に設けられたガス流出口からアルゴンを流
すのでその部分のよどみがなくなり、アルミナ付着厚が
少なくなる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例に係わる浸漬ノズルの断面図
、第2図はこのガス流出口の吹き込み位置を変更した水
準を示した浸漬ノズルの断面図、第3図は第2図に示す
ガス流出口の吹き込み位置の違いとアルミナ付着厚の関
係を示すグラフ図、第4図は従来の浸漬ノズルの断面図
、第5図は第4図における測定位置別の管内流−速分布
の関係を示すグラフ図、第6図は従来の2つの吐出孔の
中心を通る浸漬ノズルの断面図、第7図は鋳造時間と浸
漬ノズルの使用後の溶湯流通路の内壁側のアルミナ付着
厚の関係を示すグラフ図、第8図はノズル内の管内流速
と浸漬ノズルの使用後の溶湯流通路の内壁側のアルミナ
付着厚の関係を示すグラフ図、第9図は浸漬ノズルの上
部からのアルゴンガス吹き込み量とアルミナ付着厚との
関係を示すグラフ図、第10図は従来の2つの吐出孔の
中心を通る浸漬ノズルで、底部にスリットノズル設置し
たノズルの断面図、電11図は浸漬ノズルの上方タンデ
ィツシュ内の溶鋼注入口からアルゴンガスを溶湯に吹き
込む量と鋳片表面のブロー数の関係を示すグラフ図であ
る。 1・・・浸漬ノズル、2・・・吐出孔、11・・・浸漬
ノズルの底部、12・・・ガス流出口、13・・・ガス
流通路、14・・・ガス供給接続管、15・・・ガス供
給手段。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. タンデイッシュ内の溶湯を鋳型内に注入する浸漬ノズル
    において、浸漬ノズル本体の内壁の2個の吐出孔から9
    0度ずれ、かつ吐出孔の溶湯入側の上端とガス流出口の
    上端との距離が0〜+100mmの高さ方向の範囲の位
    置に設けられたガス流出口と、前記ガス流出口に接続さ
    れたガス流通路と、前記ガス流通路にガスを供給するガ
    ス供給手段とを具備したことを特徴とする連続鋳造用浸
    漬ノズル。
JP63042720A 1987-06-01 1988-02-25 連続鋳造用浸漬ノズル Expired - Lifetime JPH0767603B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63042720A JPH0767603B2 (ja) 1988-02-25 1988-02-25 連続鋳造用浸漬ノズル
US07/199,018 US4898226A (en) 1987-06-01 1988-05-26 Immersion nozzle for continuous casting of steel
EP88108690A EP0293830B1 (en) 1987-06-01 1988-05-31 Immersion pipe for continuous casting of steel
DE8888108690T DE3861110D1 (de) 1987-06-01 1988-05-31 Tauchausguss zum stranggiessen von stahl.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63042720A JPH0767603B2 (ja) 1988-02-25 1988-02-25 連続鋳造用浸漬ノズル

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5947053A (ja) * 1982-09-10 1984-03-16 Akechi Ceramic Kk 連続鋳造用ノズル

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5947053A (ja) * 1982-09-10 1984-03-16 Akechi Ceramic Kk 連続鋳造用ノズル

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JPH0767603B2 (ja) 1995-07-26

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