JPH03198952A - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、スライディングゲートおよび浸漬ノズルを
用いる連続鋳造方法において、浸漬ノズル内の溶鋼流の
偏流を防止する給湯方法に関する。

（従来の技術） 連続鋳造においては、タンデイシュから鋳型へ供給され
る溶湯量の制御や供給停止のためにストッパーまたはス
ライディングゲートが使用される。

ストッパーはノズルとの嵌合部が少ないため場止めを確
実に行えるという利点を有する。しかし、ストッパーは
オン−オフ制御しかできないうえ、そのヘッドが溶損し
たり割れたりすると制御不能になることがある。一方、
スライディングゲートは溶ｍ流量制御を自由に行うこと
ができ、鋳造速度に合わせて作動するようにすれば自動
制御ｎが可能となるので、最近ではストッパーに替わっ
て広く使用されるようになったきた。

第１図は、従来のスライディングゲート方式の注湯装置
の代表的な例を示す縦断面図である０図示のとおり、装
置はスライディングゲート３とその下に取りつけられた
浸漬ノズル７とからなり、スライディングゲート３は上
固定盤４と下固定盤６およびこれらの固定盤の間を矢印
方向に摺動するスライダー５から構成されている。溶鋼
２ｉｔ８は、タンデイシュ底部耐火物１に取り付けたタ
ンデイシュノズル２からスライディングゲート３を経て
、浸漬ノズル７を下降し吐出口１ａ、７ｂから鋳型内に
出て行くのであるが、その際、注入流の直進を妨げるス
ライダー５の影響を受けて、溶鋼流８は図示のようにノ
ズルセンターからずれて、浸漬ノズル内で偏流が起こり
鋳型内への片流れを起こす。

この片流れが生じると場面変動やパウダー巻き込み等に
起因する欠陥が鋳片に生じ易くなる。

このため、従来から浸漬ノズル中の溶鋼流の偏流を防止
する対策が講じられており、例えば［銖と鋼’　８４−
５９２３　Ｊでは浸漬ノズル内孔下端をプール状にして
溶鋼偏流を抑制するとともに、左右に吐出孔（上端より
左右側々にＡｒを吹き込める）をもつ浸漬ノズルを使用
して左右のＡ「吹き込み量を個別に調整して偏流を抑制
する方法が示されている。しかしながら、Ａｒ吹き込み
鼠を左右独立に制御するとノズル内へのＡ「吹き込み量
が増加する。

そうすると鋳型内の溶鋼場面の変動が増し、パウダーの
不均一流入、鋳片表面のオツシレーションマークの乱れ
、中炭素鋼では縦割れの増加など好ましくない影響が多
々出てくる。

また、［特開昭５７−１３０７４５号公報」には、浸漬
ノズル直胴部にラセン状の溝または突起を設け、溶鋼に
ノズルの中心軸を軸とする旋回流を与える方法が提案さ
れている。しかし、この方法の主目的は、旋回流をノズ
ル内壁への剪断力として働かせ、内壁にＡｌｚＯｘが付
着するのを防止することにあり、浸漬ノズル内の溶鋼の
偏流は旋回流によって抑制されたとしても左右吐出孔の
吐出量を等しくするという目的に対しては十分とは言え
ない。

さらに、ノズル直管部において耐火物厚みが不均一とな
り、ヒートショックによる割れが生し易くなる。

（発明が解決しようとするｉ！ｌ！ＩＪｉ）本発明の目
的は、従来のスライディングゲートおよび浸漬ノズルを
用いる連続鋳造給湯法の問題点、即ち、スライディング
ゲートから浸漬ノズルに給湯された溶融金属の偏流を抑
制して、鋳型内湯面レベル差を解消し、パウダーの巻き
込みや介在物の偏在を防止して品質のよい鋳片を製造す
ることができる給湯方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明者は、スライディングゲートから浸漬ノズルにか
けて生じる偏流の生成と、その抑制法について水を用い
たコールドモデルテストならびに連続鋳造装置による実
機試験で検討を進め、次のような知見を得た。

（ａｌ前述の第１図に示すように、タンデイツシュノズ
ル２から吐出される流れ８は、スライディングゲートの
スライダー５の影響で中心から外れ、浸漬ノズル内では
スライダー５の閉塞側に偏流し、浸漬ノズルの吐出ロア
ａの流量８ａは吐出ロアｂの流量８ｂより大きくなり、
流量差を生ずる。

（ｂ）浸漬ノズルの左右吐出孔から分岐する流れ８ａお
よび８ｂには、後に説明する第３図に示すように、短周
期と長周期の流速（流量）の変動がある。このうち短周
期で発生する変動を抑制することは不可能であるが、長
周期で発生するマクロ的な変動は、ノズル内の偏流に対
してほぼ垂直の方向からガスを吹き込み、偏流の中心を
浸漬ノズル中心軸に向けることにより解消し得る。

（Ｃ）マクロ的な変動を抑制することにより場面変動と
、それに伴うパウダー巻き込み、介在物の偏在は大幅に
減少させることができる。

本発明は上記の知見に基づいてなされたものであり、そ
の要旨は、「スライディングゲートおよび浸漬ノズルを
用いる連続給湯法であって、浸漬ノズルの内孔上部のス
ライダー押し出し側内壁面から張り出させて取り付けた
ポーラス耐火物を介して、ガスを吹き込み、注入量の偏
流を制御することを特徴とする連続鋳造給湯法」にある
。

本発明方法の実施に際しては、 ■　ガスの吹き込みゲージ圧力を１〜４　ｋｇ／ｃｍ”
の範囲とし、かつ吹き込み流量を５〜１０　Ｑ　／ｗｉ
ｎの範囲とすること、 ■　ポーラス耐火物の取り付け範囲が浸漬ノズル内孔の
上端から長手方向に５０ＭＩｍ以」二であり、ポーラス
耐火物取り付け部の注入孔水平断面積が浸漬ノズル直胴
部の水平断面積の６０〜８０％である浸漬ノズルを使用
すること、 ■　ポーラス耐火物を取り付りた浸漬ノズル１人孔の形
状および水平断面積が、スライディングゲート下固定盤
の出口孔の形状および水平断面積と等しい浸漬ノズルを
用いること、 が望ましい、上記の■〜■はそれぞれ独立に実施しても
よいが、全てを合わせて実施するのが最も望ましい。

ポーラス耐火物から吹き込むガスとしては、偏流防止と
いう目的では何でもよいが、溶鋼組成への影響等を考慮
すれば、不活性ガス、特にＡｒガスが望ましい。

（作用） 以下、本発明の給湯方法を図面によって説明する。

第２図（ａ）は、本発明方法で用いる給湯装置の要部の
縦断面を示す図、第２図Φ）は第２図（ａ）のＡ−Ａ断
面を示す図である。

図に示すように、浸漬ノズル内孔上部に溶鋼偏流に対し
て、はぼ垂直な方向から、例えば＾ｒガス１０を吹き込
めるポーラス耐火物９が取り付けられている。スライデ
ィングゲート３を経て、浸漬ノズル７内へ注入される溶
鋼流は前述した第１図に示したようにスライダー押出し
側に偏流してくるので、ポーラス耐火物９は第２図（ｂ
）に示すように浸漬ノズル上部内壁面のスライダー押出
し側にだけ内孔に張り出させて取り付ければよい。

スライディングゲート３の下固定盤６の出口孔ならびに
ポーラス耐火物９を取り付けた浸漬ノズル注入孔の水平
断面の形状および面積は同一であるのが望ましく、また
、その面積はポーラス耐火物のない浸漬ノズル直胴部の
内孔の水平断面積の６０〜８０％であるのが好ましい。

この値が６０％未満では、鋳造初期に吐出流鼠を増加さ
せていく過程での吐出流量制御が困難となり、場面変動
が生じ易くなる。また、８０％を超えると浸漬ノズル内
壁面からのポーラス耐火物９の張り出しが小さすぎ、溶
鋼偏流に対するガス吹き込みの作用が弱くなり、ノズル
内の偏流が抑制されない。

また、浸漬ノズル外部から浸漬ノズル内孔へのガス吹き
込みはポーラス耐火物を介し、長平方向５０ｍ−以上の
範囲で均一にガスを供給することが望ましい。５０Ｉｌ
ｌ１未満だと吹き込み気泡は流れを直進させるのに不十
分であり、ノズル内の偏流は充分には抑制されない。

次に、本発明のガス吹き込み条件を説明する。

前述の第２図に示す給湯装置を用いて、第１表に示す条
件でスラブの連続鋳造を行った。

第１表 第３図は、ノズル内の偏流と吐出流の流速および場面変
動との関係を模式的に説明する図である。

即ち、第３図（ａ）のように、左右のノズルからでる湯
の流速をそれぞれ■。１、ＶＯＩとし、左右の場面高さ
をＨＬ、Ｈっとすれば、鋳造の時間に対して流速は第３
図（ｂ）のように、また場面は第３図（Ｃ）のように変
動する。そして浸漬ノズル内の偏流の程度が大きいほど
、ノズル下端左右の吐出口の流量差も大となり、スラブ
用鋳型の左右両短辺側の場面レベル差も大きくなる。す
なわら、この左右両短辺側の湯面レベル差が浸漬ノズル
内の偏流の程度を示す尺度となる。

第４図（ａ）は、吹き込みガスとしてＡ「を用い、その
吹き込みゲージ圧力と左右両短辺側の湯面レベル差との
関係を調べた結果である。ゲージ圧力が１　ｋｇ／ｃｍ
”未満では吹き込み側に流れは偏流し、４ｋｇ／ｃｍ”
を趙えると吹き込みの反対側に偏流し、いずれの場合も
湯面レベル差は大きくなる。

第４図（ｂ）は、Ａｒ吹き込み法要と左鋳型短辺側の場
面レベル差との関係を示す、　Ａｒ流鼠が５　Ｐ／ｍｉ
ｎ未満だと均一な吹き込みができず、吹き込み側に流れ
は偏流し、１０１　／ｗｉｎを超えると鋳型内での場面
変動が増加し、吹き込みの反対側に偏流する。

第４図（ａ）および（ト））の結果から、ガス吹き込み
ゲージ圧力はｌ　ｋｇ／ｃｍ”〜４　ｋｇ／ｃｍ”の範
囲とし、ガス吹き込み流量ば５１　／５ｉｎ−１０１／
■ｉｎの範囲にずれば、溶鋼流の中心をほぼノズル中心
に制御できることになる。そしてこの場合、偏流に起因
する場面変動が小さくなり、鋳片の欠陥が殆ど無くなる
。

（実施例） 前記の第１表に示した条件での連続鋳造において、Ａｒ
ガス吹き込み（流１　：　７　ｆ／ｗｉｎ、圧カニ３．
５ｋｇ／ｃ＋ｅ”Ｇ）を行って鋳型内左右両短辺側の場
面レベル差および全酸素含有量（以下、Ｔ−（０）と略
す）を調査するとともに、次の（１）式に示す鋳片にお
ける介在物偏在指数ならびに（２）式に示す製品表面欠
陥発生指数を調査した。

（ただし、左側よりＡｒ吹き込みの場合）製品表面欠陥
発生指数 製品全圧延量 （比較例） Ａｒガス吹き込みを行わなかったこと以外は、実施例と
同様の方法で連続鋳造を行った。

第５図は、鋳型長辺方向のＴ−（０）の偏在の程度を実
施例と比較例を対比して示す図である。

実施例（・）では左右の鋳型短辺側のＴ−（０）はほと
んど同じであるのに対し、比較例（○）では右鋳型短辺
側のＴ−（０）が左鋳型短辺側より高くなっている。

第６図は、鋳型長辺方向の介在物の偏在の程度を示す介
在物偏在指数を対比して示す図である。

実施例の介在物の偏在の程度は比較例の約１／４に減少
している。

上記の結果から、本発明方法を実施することにより浸漬
ノズル内の偏流が防止され、浸漬ノズル左右の吐出口流
量差が解消し、左右の鋳型短辺側の場面レベル差の変動
がなくなって介在物の偏差がない均質な鋳片を製造でき
ることがわかる。

第７図は、製品表面欠陥発生指数を実施例と比較例を対
比して示す図である。

本発明方法の実施により介在物、場面変動およびパウダ
ー巻き込みに起因する製品表面欠陥が大幅に減少するこ
とがわかる。

（発明の効果） 本発明方法によれば、スライディングゲートを用いる給
湯法で不可避的に発生する浸漬ノズル内の溶鋼偏流を防
止することができ、左右の吐出口からの流量差が解消さ
れる。その結果、介在物の偏在、パウダーの巻き込み、
場面変動がなくなり、鋳片品質が向上し、製品表面欠陥
を大幅に減少させることができる。

本発明方法は、鋼の連続鋳造だけでなくあらゆる金属の
連続鋳造に通用できることはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のスライディングゲート方式の給湯装置
の縦断面と溶鋼流れを模式的に示す図、第２図（ａ）は
、本発明方法で用いる給湯装置の要部の縦断面と溶鋼流
れを模式的に示す図、第２図Φ）は、第２図（ａ）のＡ
−Ａ断面図、第３図は、浸漬ノズルの左右吐出孔からの
溶鋼の流速と場面の変動を説明する図で、（ａ）はノズ
ル付近の模式図、（ｂ）は吐出流の流速の推移、（Ｃ）
は湯面変動の推移を示す。 第４図（ａ）は、鋳型内左右両短辺の湯面レベル差とＡ
ｒ吹き込みゲージ圧力の関係を示す図、第４図（ｂ）は
、同じ＜Ａｒ吹き込み流量との関係を示す図、 第５図は、鋳型長辺方向のＴ−（０１の偏在の程度を実
施例と比較例を対比して示す図、第６図は、同しく介在
物偏在指数を実施例と比較例を対比して示す図、 第７図は、製品表面欠陥発生指数を実施例と比較例を対
比して示す図、 である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）スライディングゲートおよび浸漬ノズルを用いる
   連続鋳造の給湯方法であって、浸漬ノズルの内孔上部の
   スライダー押し出し側内壁面から張り出させて取り付け
   たポーラス耐火物を介して、ガスを吹き込み、注入流の
   偏流を抑制することを特徴とする給湯方法。（２）ガス
   の吹き込みゲージ圧力を１〜４ｋｇ／ｃｍ＾２の範囲と
   し、かつ吹き込み流量を５〜１０ｌ／ｍｉｎの範囲とす
   ることを特徴とする請求項（１）記載の給湯方法。 （３）ポーラス耐火物の取り付け範囲が浸漬ノズル内孔
   の上端から長手方向に５０ｍｍ以上であり、ポーラス耐
   火物取り付け部の注入孔水平断面積が浸漬ノズル直胴部
   の水平断面積の６０〜８０％である浸漬ノズルを使用す
   ることを特徴とする請求項（１）または（２）に記載の
   給湯方法。 （４）ポーラス耐火物を取り付けた浸漬ノズル注入孔の
   形状および水平断面積が、スライディングゲート下固定
   盤の出口孔の形状および水平断面積と等しい浸漬ノズル
   を用いることを特徴とする請求項（１）から（３）まで
   に記載のいずれかの給湯方法。