JPH0241747A - 溶融金属の誘導管 - Google Patents

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〉 本発明は例えば取鍋からタンデイツシュ或いはタンデイ
ツシュからモールドへ溶鋼を注入する際に用いられる連
続鋳造用ノズルに係り、特にＡｌｚＯ＊等の剛着による
ノズル狭窄乃至閉塞を防止したものである。

〈従来の技術〉 一般に溶融金属鋳造用ノズル、特に溶鋼を連続鋳造する
際に用いられるタンデイツシュノズルに於いては、溶鋼
脱酸に用いたメタルＡ！の鋼中含有率が０．０２％以上
になると、その脱酸生成物たるＡｌｚＣｈがノズルへ付
着、析出し狭窄を生じる現象が頻発する。

この現象は、普通造塊時にも見られるが、取鍋ノズル孔
径の大なること、及び取鍋ノズルの酸素ランシングが容
易な為大きな問題とはなっていなかった。しかし連続鋳
造時、特に浸漬ノズルを使用して鋳造を行う場合、クン
デイツシュノズルの狭窄は、’ｌｊａ鋼流量の低下史に
は鋳造作業の中断につながり、作業性及び鋳造歩留りの
低下を招いていた。

従って従来からノズル狭窄に対してとられてきた対策は
多く、例えばノズル壁よりノズル内へＡｒガスを吹込み
溶鋼とノズル間にガス隔膜を創出し、溶鋼とノズル内壁
を隔絶することによりノズル狭窄を防止する方法、或い
はノズル温度を高温に保持する為ノズル外面への保温材
施工又はノズル周辺に設置した誘導コイルにより溶鋼加
熱を行う等、ＡＩｔｏ’ｓのノズルへの析出及び付着を
防止する方策がとられてきた。

しかし前者の場合、鋳造作業中の溶鋼流量変動に対して
的確にガス隔膜を創出することが難しく且つ静吹込系統
の設備費、特殊ノズルを使用することによるノズル単価
の」１昇等の難点があった。

また後者の場合、保温材施工による作業量の増大、ラン
ニングニス１−アップ等を招き又狭窄防止効果について
も著しい効果は上がっていないのが現状である。

更に溶鋼の誘導加熱による方法は、加熱設備費が高く、
はとんど採用されていない。

さらに以上のノズル狭窄対策とは別に、最近ノズル内で
溶鋼を旋回させることによりノズル閉塞を防止する方法
が特開昭５４−１２５１３４号公報や、特開昭５７−１
３０７４５号公報に提案されている。

しかしながら前者は、ノズル入口側のみにらせん状の条
溝を設ＢＪたちので、溶鋼に十分な旋回流を与えられる
ほどの流路長さがないこと、また溶鋼流速が早いためら
せん状の溝において流れが剥離し流路抵抗が増大するこ
とから、はとんど旋回流を作り出すことができなかった
。

また後者では、イマージョンノズル内壁面にらせん状の
溝又は突起を設りているが、この方法では、らせんの角
度が大きい場合にはイマージョンノズル内の溶鋼流速が
大きいため、溝部あるいは突起部において、流れが剥離
し、流路抵抗が増すのみで、十分な旋回流が得られず、
一方法れが剥離しない程度のら〜Ｕん角度にするとほと
んど旋回成分がなくなり、これまた十分な旋回流が得ら
れなかった。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明は、既述した如き既存技術の問題点即ち設備費の
増大、ランニングコストの増大１作業量の増大を一切招
来することなくノズル狭窄を防止することのできる旋回
流を利用した連続鋳造用ノズルを提案するものである。

〈課題を解決するだめの手段〉 本発明は内壁に１本以上のらせん状段差２を設り、入口
側より出口側にか＋Ｊて溶融金属流路４の断面積を漸次
縮小した部分を有することを特徴とする溶融金属の誘導
管である。

〈作　用〉 本発明を説明する前に、まず連続鋳造用タンデイツシュ
ノズルの狭窄のタイプについて考えてみる。

第１に溶鋼脱酸時に生成するＡｌｚＯｘがノズル表面に
７＝Ｊ着析出するタイプ。

第２に溶鋼がノズル表面に凝固付着するタイプ。

第３にＡｔｚ（ｈと溶鋼の混合物がノズル表面に付着す
るタイプに大別される。

これらの原因のうちノズル狭窄の為、作業上の問題が頻
発しているのは、１と３のタイプである。

即ち現状のクンデインシュノズル内溶鋼流動は、ノズル
壁に沿って層流を成している為にノズル壁近傍に、溶鋼
流速の著しく遅い所謂層流境界層を形成し、且つ流速が
遅い為溶鋼流よりノズル壁側への熱伝導による奪熱の支
配的な低温度域の温度境界層が存在している。

更に、現状の当該ノズル内溶鋼中のＡｌ２Ｏ３介在物は
ノズル半径方向に均一に分布している為、ノズル壁近傍
には高融点物質たるＡｌ２Ｏ，が高濃度のままで存在す
ることになり、前述の低流速低温度の境界層の存在と相
まってＡｈ０３或いはＡｌｚ（ｈ　と溶鋼混合物のノズ
ル壁へのイ」着析出を助長する結果となっている。

しかるに、本発明を現状ノズルに適用した場合、タンデ
イツシュノズル入口で溶鋼流に強い旋回運動を付与する
ことが出来、為に次の効果が顕著になってくる。第１に
Ａｌ２Ｏ３介在物の比重（３，８〜４．０）が溶鋼比重
（６，８〜７．０）より小なる為、ノズル内旋回中に求
心力により象、速にノズル壁よりノズル中央に向かって
分離されることである。

第２に強い旋回流によりノズル壁近傍の境界層が破壊さ
れ、あたかも洗浄される様な効果が現れることである。

以上掲げた２つの効果によりノズル壁近傍のＡ！２０３
ｉ１１度を著しく低下でき且つ低温度域をほぼ皆無化し
うろことによりタンデイツシュノズルの狭窄が著しく改
善され、連続鋳造時の完鋳率を向上させることが出来た
。

これは、Ａｌｚ０３介在物に起因して生じるノズル狭窄
のみならず、溶鋼の凝固に起因するノズル狭窄の場合も
」二足第２の効果によりノズル狭窄を著しく改善出来る
ことは言うまでもない。

次にこのように溶鋼流に強い旋回運動を付与できる本発
明のノズル構造について詳述する。

本発明のノズル構造は次のように考えると容易に理解で
きる。

即ち第２図に示ずような厚みｔ、高さり、底辺の長さＩ
の直角三角形の板ＡＢＣを八から底辺ＡＢをそろえて管
状に巻（ことにより作られた形状差はｔとなる。このよ
うにしてできたノズルの断面図及び概念図を第３図、第
４図に示す。

またらせんが１本（ｎ：正整数）の場合には、ｎ個の直
角三角形板を底辺をそろえて、ノズルの円周の長さの１
／ｎの距離分だけずらして、重ね合わせた上で同様に管
状に巻くこ七により作られる形状である。

第１図にらせんの数が３本（ｎ＝３）の場合の本発明に
よるイマージョンノズルの断面図の一例を示す。

ところで、らせんの角度θは小さすぎると流路抵抗が増
加するだけで流れが剥離しやすくなり、逆に大きすぎる
と４−分な旋回成分が得られない。

従って概よそ４５°≦θ≦７５°が好適な範囲である。

またらせんの段差Ｎ、）は小さずぎると十分な旋回力を
与えることができず、好ましくは１ｍｍ以上は必要であ
る。

またらせんの数（ｎ）は、１木よりも数本の方が効果が
ある。この方がノズル内面全体に均一な旋回力を与えら
れるからである。先記手段により強い旋回流が溶鋼通路
内に生ずれば、入口より出口にかけて全てに断面積を漸
次縮小する必要はなく、例えば出入口の近傍では平行部
が多少あっても差し支えない。

〈実施例〉 第５図にタンデインシュとモールド間のアルミナグラフ
ァイト製の２孔イマージヨンノズルに本発明を適用した
時のアルミナ付着量と従来ノズルの付着量を比較して示
す。この場合の鋳造条件は低次Ａｌキルド鋼を溶融加熱
度（スーパーヒー１−）３０°Ｃの温度でノズル１本当
たり４　ｔｏｎ　／　＊ｌｎの鋳造速度で９２０ｔｏｎ
鋳造した。またノズルは、らせんの本数は３木、らせん
の角度は６０°、らせんの段差は３ｍｍである。なお従
来のノズルは、３ｍｍの断面円弧上の突起が設けられて
いるのみで、段差はなく、他の条件はほぼ同じである。

〈発明の効果〉 以上本発明の詳細な説明した様に、ノズル内の溶融金属
流を十分旋回できるので従来技術に比較してノズル閉塞
の頻度はほぼ１／３に激減することが可能となった。

尚、本発明を溶鋼を注入する竪形連ａ鋳造のノズルにつ
いて説明したが水平連続鋳造または溶融金属の保持容器
間を縦、横に結ぶ誘導管にも同様な閉塞防止効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるらせん本数３本のノズルの断面図
、第２図はらせんノズルの形状を形成するための説明図
、第３図は本発明によるらせん本数１本のノズルの断面
図、第４図は同じく本発明によるらせん本数１本のノズ
ルの概念図、第５図は従来ノズルと本発明ノズルによる
アルミナ付着厚みの比を表したグラフである。 １・・・ノズル主管部、　　　２・・・らせん段差、３
・・・吐出孔、　　　　　　４・・・溶融金属流路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　内壁に１本以上のらせん状の段差を設け、入口側より
   出口側にかけて溶融金属流路の断面積を漸次縮小した部
   分を有することを特徴とする溶融金属の誘導管。