JPH03138053A - 鋼の連続鋳造における給湯方法 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、鋼の連［１！造において、介在物の少ない清
浄性の良好な鋳片を得るための給湯方法に関するもので
ある。

（ロ）従来技術 連続鋳造方法では、溶湯タンデイツシュから浸漬ノズル
を経て鋳型内へ注入され、鋳型と接する外側から凝固シ
ェルを生成し鋳片として引き抜かれていく、鋳型への溶
鋼の注入方法を第６図に示す、ａ型ｌ内の溶鋼２の湯面
７のレベルは、レベル計（過流式距離計等）８を用いて
タンティッシュ（図示せず）のスライディング・ノズル
やストッパ（図示せず）の開度を制御して給湯量を調節
し、はぼ一定に保たれている。

溶鋼２の湯面７上には、パウダ４が添加されている。パ
ウダ４は、溶１１１２の熱で溶融して鋳型１と凝固シェ
ルとの間に入って潤滑剤として働いたり、溶＃４５の湯
面７がら熱が逃げるのを防ぐ保温剤の役割も果たしてい
る。

鋳型１内の溶鋼の流れの状況は、水モデル実験や流体解
析より推定すると、第６図の矢印で示すように、浸漬ノ
ズル３の吐出口３ａよつ流出した溶鋼流２ａ、２ａ′は
鋳型１の側面壁に衝突して上昇流２ｂ、２ｂ′と下降流
２ｃ、２ｃ′とに分かれる。この上昇流２ｂ、２ｂ’は
湯面７に到達して波立ちを生じさせモ、この波立ちは湯
面全体に伝わり、他の波立ちとも重畳してさらに大きく
波立つ、鋳造速度が速くない場合は、溶鋼注入量か少な
いため、吐出流２ａ、２ａ′の速度は小さく、上昇流２
ｂ、２ｂ′も抑制されるため湯面変動はあまり大きくな
い。

生産性を高めるために、鋳造速度を大きくすると、溶鋼
注入量が多くなるため、吐出流２ａ。

２ａ′、上昇流２ｂ、２ｂ′の速度が大きくなり、湯面
７の波立ち（すなわち変動）が激しくなる。

湯面７の変動が大きくなると、湯面上のパウダ４が溶鋼
２中に巻き込まれて凝固シェル５に捕捉される、いわゆ
るノロカミが多発する。ノロカミした鋳片は、圧延後製
品表面に疵が発生する。また、湯面変動が大きいと凝固
シェル５の厚みが不均一になり、厚みの薄い部分で割れ
が発生しやすい。

また、鋳造速度が大きくなると、下降流２ｃ。

２ｃ’も大きくなるために、注入溶鋼中に含まれている
酸化物系非金属の介在物が鋳片６の内部に深く巻き込ま
れてしまう、−度深く巻く巻き込まれた介在物は湯面７
にまで浮上することがなく、凝固シェル５に捕捉され、
介在物量が多くなる。

以上のようなノロカミや介在物の多い鋳片は、圧延後の
製品表面に疵が発生するという問題が生じる。

上記の問題を解決する技術として、浸漬ノズル３の吐出
口３ａを４つ六にする技術が開示されている（特開平１
−１５７７５１号公報）、これは、吐出口の数を増やし
て、吐出流２ａ、２ａ′の流速を小さくし、湯面変動を
抑え、介在物の侵入を抑えることを狙っている。

この方法は、浸漬ノズル３内を溶鋼が均一に流れて左右
の吐出口３ａ、３ａ’から均等に流れる（つまり吐出流
速か同じ）場合は、その効果が現れる。しかし、実際に
は浸漬ノズル３の内側に溶鋼中の酸化物等が付着するな
どのために、ノズル内の溶鋼は偏流となり、左右の吐出
口から出る溶１２の吐出速度が異なる、いわゆる片流れ
が生じている。このため、第６図に示すように浸漬ノズ
ル３の左側と右側とで鋳型内の溶鋼流れの挙動は全く異
なり、吐出流速の大きい方では、湯面変動か大きくなる
。

鋳造速度を大きくすると、溶鋼注入量が多くなり、片流
れも激しくなる。このため、吐出流の大きい側では、湯
面変動も大きくなり、パウダの巻込みか生じ、また、介
在物を奥深くまで巻込んでしまう、このような鋳片は、
圧延後の製品表面に疵か多発するという問題が生じる。

以上のように、浸漬ノズルからの吐出流が片流れするた
めに、従来の改善方法でも十分な効果が得られなかった
。

（ハ）発明が解決しようとする課題 本発明が解決しようとする課題は、高速で連続鋳造をす
る場合において、溶鋼の湯面変動を抑制するとともに、
パウダの巻込みや介在物の巻込みを防止して清浄性の良
好な鋳片を製造することにある。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明の鋼の連続鋳造における給湯方法は、鋼を連続的
に鋳造するにさいして、溶鋼槽から鋳型へ溶鋼を供給す
る浸漬ノズルにおいて、溶鋼の吐出口を一方の側面にの
み設けた浸漬ノズルを、鋳型の幅方向にその中心よりず
らせて配置し、前記吐出口を該中心方向に向けて鋳型内
に溶鋼を供給する手段によって、上記課題を解決してい
る。

浸漬ノズルの偏心位置は、鋳型の幅方向において、鋳型
側面から約３０〜１００市程度離れた位置から、鋳型側
面から鋳型幅の１７４程度までの範囲が好ましい。

（ホ）作用 浸漬ノズルからの溶鋼の流れは、浸漬ノズルの内側にＡ
１□０３等の酸化物が付着したノズル詰りゃ、タンデイ
ツシュから鋳型への給湯量を制御しているスライディン
グゲートの移動方向が関係していると考えられている。

しかし、また片流れの発生機構は明らかではなく、片流
れを防止する方法も明らかではない。

そこで、本発明者等は、片流れが根本的に生じない吐出
口が１つだけの浸漬ノズルに注目した。

従来のノズル下部に１つだけ吐出口がある場合（第５図
）は、上昇流が小さいため、湯面変動は生じにくい。し
かし下降流が非常に大きいために、介在物が奥深くまで
巻き込まれる。そのために、浮上°除去がほとんどでき
ず、鋳片内に非常に多くの介在物が残る。

そこで、１つだけの吐出口を浸漬ノズルに設け、さらに
、鋳型壁面に衝突する際の吐出流の流速を小さくするた
めに、鋳型の幅方向中心よりずらして浸漬ノズルを設置
し、吐出口を鋳型幅中心方向に向ける。

浸漬ノズルの吐出口を鋳型の幅方向の中心に向けること
により、ノズルからの吐出流は一度鋳型短辺面の凝固シ
ェルに衝突する。この衝突する時の流速が大きくならな
いように、すなわち、溶鋼吐出時の流速を小さくするた
めに、吐出口の断面積は大きくしておく。また、浸漬ノ
ズルの吐出口の吐出角度は、上向きにすると上昇流れが
大きくなり、湯面変動か大きくなるため、下向きにする
。

その角度は、鋳込速度や鋳型の大きさ２こよって異なる
が、鋳込速度が大きくなるにつれ、大きくするのが好ま
しい。

浸漬ノズルの吐出口と衝突流の当たる鋳型短辺面の距離
を大きく、つまり浸漬ノズルを吐出口がある方向とは反
対側の鋳型端部付近に設置することにより、鋳型短辺面
の凝固シェルへの衝突流を小さくできる。

以上のようにして、鋳型短辺面の凝固シェルに衝突する
溶鋼の流速を小さくできるので、衝突により生じた上昇
流や下降流は小さくなる。その結果、湯面変動は小さく
なり、パウダの巻込みは抑制され、介在物は奥深くまで
巻込まれることなく浮上して除去されるために、少なく
なる。さらに、吐出口が１つであるので、片流れは起ら
す、ノズル内側に酸化物等が付着して吐出流速が変化し
て湯面が変動しても、スライディングゲート等で給湯量
を制御することによって、吐出流速を一定に保ち、簡単
に湯面を安定させることかできる。

（へ）実施例 本発明の鋼の連続鋳造における給湯方法の実施例につい
て、第１図を参照して説明する。

本発明の方法は高速で連続鋳造する場合、浸漬ノズル３
の鋳型幅方向の側面の１方向にのみ吐出口３ａを設け、
ノズル３を吐出口３ａとは反対側の鋳型の短辺面付近に
浸漬して、溶鋼槽から鋳型１へ溶鋼を給湯する。浸漬ノ
ズル３は、Ａ　Ｉ　２０ｓ　、　Ｓ　ｌ　０２　、　Ｚ
　ｒ　０２　、　ＣａＯ等の酸化物や黒鉛、ＳｉＣ等で
つくられる。

吐出口３ａは、吐出流速が大きくなりすぎないように、
その断面積は大きくする。具体的には、少なくとも浸漬
ノズル３の内断面積よりも大きくする必要がある。吐出
口断面積をあまり大きくしても、吐出口３ａの上部の方
は溶鋼が流出しないため、ノズル内断面積の１．５〜２
．５倍の大きさが好ましい。

大きい断面積からできるだけ均等な吐出流を得るために
、第２図に示すように、断面積の異なる複数の吐出口３
ａ、３ｂ、３ｃ、をノズルの１方向に設けても良い。

吐出口３ａの吐出角度が小さいと、上下の向きにかかわ
らず、鋳型短辺面の凝固シェル５に衝突した後の上昇流
２ｂが大きくなり、湯面変動が大きくなる。このため、
パウダの巻込みも多くなる。

逆に、吐出角度が下向きで大きすぎると、介在物が巻き
込まれる深さ（侵入深さ）が大きくなるために、介在物
が浮上除去されにくくなり、鋳片に多くの介在物が残る
。このため、吐出角度は注意して決める必要があり、鋳
込速度や鋳型の大きさによ、って適切な値を選択する必
要がある。実際には、吐出角度は下向きに１０〜５０６
が望ましい。

この浸漬ノズル３は鋳型の幅方向中心よりノズルの吐出
口がある方向とは反対方向にずらせて浸漬する。ノズル
の吐出口と、鋳型短辺面の距離が大きいほど、鋳型短辺
面の凝固シェルへの衝突流の流速を小さくできるので、
ノズルの浸漬位置は、反吐出口側の鋳型の短辺面に近い
のが好ましい９ただし、短辺と浸漬ノズル３とがあまり
近いと、鋳型１に生成した凝固シェル５が浸漬ノズル３
と接触して凝固シェル５を破断させたりするため好まし
くない、そこで、鋳型短辺面より３０〜１００柑か望ま
しい、また、短辺からの最大離隔距離は鋳型長辺の約１
７４程度か好ましい、この距離かそれ以上になると、従
来のものとあまり変わりなくなるからである。

次に、本発明の方法の具体的実施例を示す、湾曲半径が
１０ｍの２ストランドを有する連続鋳造機で厚み１８０
間、幅１６００ｎｕｎのスラブを鋳造した。溶鋼は低炭
素アルミキルド８１ｉ４（Ｃ：　０．０５％Ｓ　１　：
　０．０１％、Ｍｎ：０．２２％、　Ｐ　：　０．０１
２％、Ｓ：０、００４％、　Ａ　１　：　０．０５２％
）である、鋳込速度は、３．３　ｆ！ｌ／ｌ１ｉｎであ
る。

第１ストランドでは第１図に示す。本発明法Ｇこより、
内径７５ｍｍのＡ　１２０　ｓ黒鉛製の浸漬ノズル３を
用いた。吐出口３ａの大きさは、７０　ｎｍ　ｘｌｌｏ
ｍｍの長方形とした。ノズル３は鋳型１の短辺面より５
０＋＋ｕｎ離して設置した・第２ストランドでは、比較
例として第６図に示す従来法で、内径７５ｍｍのＡ　１
２０　ｉ黒鉛製の２孔ノズルを用いて、鋳型の中心に設
置した。吐出口の大きさは６５■Ｘ６５１Ｍ＋である。

０ずれのストランドの場合でも吐出角度は４５°とした
。

鋳込み中の鋳型内の湯面変動量は、過流式距離計を使っ
て鋳型の幅方向２箇所の位置を測定した。

また、得られた鋳片については、その介在物量を調べた
。

鋳造中の湯面変動量を、第３図に示す、従来法の第２ス
トランドでは、片側の湯面変動量が非常に大きくなる。

これは、浸漬ノズルからの吐出流が片流れしたためと考
えられる。一方１、本発明法による第１ストランドでは
、いずれの湯面変動も小さく、安定していた。

得られた鋳片の介在物指数を第４図に示す、ここで介在
物指数とは、鋳片単位重量当りに発生する製品に悪影響
を及ぼす大きさの介在物個数である。

第４図より、本発明法により介在物指数は大幅に低減し
ていることがわかる。これは湯面変動が小さくなり、パ
ウダの巻込みが減少したこと、および介在物が奥深くま
で浸入しなかったため浮上除去されやすかったことによ
る。

（ト）効果 本発明の方法によれば、高速連続鋳造において、溶鋼湯
面の変動を抑制し、パウダの巻込みを低減することがで
きる。また、介在物の鋳片内部への侵入を防止すること
ができるため、清浄性の良好な鋳片を製造することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明図、第２図は本発明の方法
に用いる浸漬ノズルの別の実施例の説明図、第３図およ
び第４図は本発明の方法の実施結果を示すグラフ、第５
図および第６図は従来法の説明図。 １：鋳型　　　　　　　２：溶鋼 ３：浸漬ノズル　　　　４：バウダ ５：凝固シェル　　　　６：鋳片 ７：湯面　　　　　　　８ニレベル計 ３ａ：吐出口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鋼を連続的に鋳造するにさいして、溶鋼槽から鋳型へ溶
   鋼を供給する浸漬ノズルにおいて、溶鋼の吐出口を一方
   の側面にのみ設けた浸漬ノズルを、鋳型の幅方向にその
   中心よりずらせて配置し、前記吐出口を該中心方向に向
   けて鋳型内に溶鋼を供給することを特徴とした鋼の連続
   鋳造における給湯方法。