JPH0337824B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、溶湯が通流する溶湯通流路と溶湯
が吐出される吐出孔とを有し、この溶湯通流路に
ガスを供給しつつ吐出孔を鋳型内溶湯中に浸漬し
て溶湯を注入する浸漬ノズルに関する。

［従来の技術］ 鋼の連続鋳造においては、タンデイツシユ底部
に取付けられたノズルを鋳型内溶鋼中に浸漬し、
このノズルの開度をストツパーの上下動により調
整しつつ溶鋼をタンデイツシユから鋳型に注入し
ている。この場合に、長時間注入を続けるとノズ
ル内壁にアルミナ等の非金属介在物が付着してノ
ズル詰りが発生するため、ストツパー先端からノ
ズルの溶鋼通流路へアルゴンガスを噴出させると
共に、ノズル内面からもアルゴンガスを噴出させ
てノズル内壁への介在物の付着を防止している。

第６図を参照して、従来のガスブロウノズル
（浸漬ノズル）２について説明する。筒状のガス
ブロウノズル２の上端部がタンデイツシユ１底部
の注入孔２５に接続されると共に、ノズル２の下
端部が鋳型３内の溶鋼３０に浸漬されている。こ
のノズル壁５にはアルゴンガス供給管４，６が備
えられている。ガス供給管４の供給口はノズル壁
５内に導入され、ノズル壁５の全周に亘つて形成
されたスリツト８を介してノズル壁上端部のポー
ラスレンガ１２に接続されている。同様に、ガス
供給管６の供給口もノズル壁５内に導入され、ノ
ズル壁５の全周に亘つて形成されたスリツト１０
を介して下方のポーラスレンガ１４に接続されて
いる。なお、溶鋼を吐出するための複数の吐出孔
２６がノズル２の下端部で側方に開口している。
一方、ストツパー２０が注入孔２５に整合する位
置に配設されており、その上下動により注入孔２
５を開閉すると共に、溶鋼の注入量を調整するよ
うになつている。このストツパー２０の軸中心に
はガス通路２２が形成されている。

このようなガスブロウノズル２では、ストツパ
ー２０のガス通路２２から矢印２４方向にアルゴ
ンガスが供給されてノズル２の溶鋼通流路に噴出
されると共に、ガス供給管４，６から夫々矢印１
６，１８方向にアルゴンガスが供給されてスリツ
ト８，１０及びポーラスレンガ１２，１４を介し
て溶鋼通流路へ噴出される。ガス通路２２から噴
出するアルゴンガスは溶鋼通流路の中心域を下降
するガス流となり、一方、ポーラスレンガ１２，
１４を介して供給されるガスはノズル２の内面近
傍において気泡となる。このため、溶鋼通流路に
おいて下降するガス流と気泡とが混在してノズル
内壁への介在物の付着が抑制され、ノズル詰りの
発生が防止される。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、従来のガスブロウノズル２において
は、ノズル内壁への非金属介在物の付着防止の効
果を上げるために、ガス通路２２及びガス供給管
４，６からのアルゴンガス供給量を増加させる必
要がある。しかしながら、このガス供給量を８
／分以上にするとノズル下端の吐出孔２６から
多量のガス２８が噴出し、このガス２８が鋳型３
内の溶鋼流及び湯面（メニスカス）を乱し、所謂
湯面あばれが発生する。この湯面あばれが発生す
ると、鋳型３の内壁に形成される凝固殻３１の厚
さが不均一になり、溶鋼湯面が露出して溶鋼３０
が酸化され、湯面を覆うスラグ３２が溶鋼３０中
に混入して凝固殻３１に捕捉されるという問題点
を生じ、鋳片の品質を低下させるという欠点があ
る。このため、溶鋼通流路へのガス供給量には制
約があり、従来ノズル詰りの発生を有効に防止す
ることができず、連々鋳（複数基の取鍋から順次
溶鋼をタンデイツシユに注入して連続鋳造する操
業方法）の回数を増加することができないという
問題がある。

この発明はかかる事情に鑑みてなされたもので
あつて、鋳型内の溶湯及び湯面を乱すことなくノ
ズル詰りを有効に防止することができる浸漬ノズ
ルを提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係る浸漬ノズルは、溶湯が通流する
溶湯通流路と溶湯が吐出される吐出孔とを有し、
この溶湯通流路にガスを供給しつつ吐出孔を鋳型
内溶湯中に浸漬して溶湯を注入する浸漬ノズルに
おいて、ノズル壁に形成された供給通路を介して
ガスを溶湯通流路に供給するガス供給手段と、ノ
ズル壁に形成された排出通路を介して溶湯通流路
からガスを排出するガス排出手段と、を有するこ
とを特徴とする。

［作用］ この発明に係る浸漬ノズルにおいては、ガス供
給手段によりノズル壁に形成された供給通路を介
して溶湯通流路にガスを供給し、ガス排出手段に
よりノズル壁に形成された排出通路を介して溶湯
通流路からガスを排出するので、溶湯通流路への
ガス供給量を増加させてもガス排出手段により溶
湯通流路のガスが排出され、ノズル下端の吐出孔
から多量のガスが噴出するという事態が回避され
る。これにより、鋳型内の溶湯流及び湯面が乱さ
れることなくノズル詰りを有効に防止することが
できる。なお、溶湯通流路におけるガス供給量と
ガス排出量とを調整することにより吐出孔から鋳
型内へ若干量のガスを流出させることが好まし
い。

［実施例］ 上述の湯面あばれを防止するために溶鋼通流路
へのアルゴンガス供給量を減少させ、吐出孔から
ガスの流出を防止した場合は、吐出孔に介在物が
付着しやすくなる。従つて、吐出孔から鋳型内へ
適量のガスを流出させることがノズル内壁の全面
に亘つて介在物の付着を抑制するために必要なこ
とだと考えられる。そこで、所定量のアルゴンガ
ス供給量を維持しつつ吐出孔から鋳型内への流出
ガス量を抑制するために、ノズル内面の下方に細
孔を形成し、この細孔を介して溶鋼通流路に供給
されたアルゴンガスを排出し、更に、この排出圧
力を調整して溶鋼通流路の内圧を所定圧に制御し
たところ良好な結果を得ることができた。なお、
ポーラスレンガは気孔率が小さいので、溶鋼通流
路のガス排出用の部材として適していないことが
判明した。

以下、添付の図面を参照してこの発明の実施例
について具体的に説明する。

第１図及び第２図は、この発明の第１の実施例
を示す模式図である。連続鋳造用の鋳型３の上方
に溶鋼を収容したタンデイツシユ１が配設されて
いる。タンデイツシユ１底部の注入孔６４に整合
する位置にストツパー２０が配設され、このスト
ツパー２０は上下動可能に支持されており、適宜
の上下駆動手段（図示せず）が備えられている。
そして、このストツパー２０の上下動によりノズ
ル入口６４を開閉すると共に、溶鋼の注入量を調
整するようになつている。このストツパー２０の
軸中心には下端に開口するガス通路２２が形成さ
れ、ガス通路２２はアルゴンガス供給源（図示せ
ず）に接続されている。タンデイツシユ１と鋳型
３との間には筒状の耐火物製ノズル本体４２が設
けられ、その上端部がタンデイツシユ１底部の注
入孔６４に接続されると共に、下端部が鋳型３内
の溶鋼３０中に浸漬されている。この溶鋼３０湯
面はスラグ３２により覆われている。また、鋳型
３の水冷鋳壁に接して凝固した凝固殻３１が形成
されている。ノズル本体４２にはステンレス製の
ガス供給管４４が取付けられ、その下方にステン
レス製のガス排出管４６が取付けられている。ガ
ス供給管４４及びガス排出管４６は共にノズル本
体４２の軸にほぼ直交している。ガス供給管４４
の供給口はノズル本体４２内に導入され、スリツ
ト４８を介してポーラスレンガ５０に接続されて
いる。また、ガス排出管４６の排出口もノズル本
体４２内に導入され、スリツト５２を介して貫通
孔レンガ５４に接続されている。スリツト４８，
５２は、ノズル本体４２壁の全周に亘つてその厚
さのほぼ半分の位置に形成され、例えば、間〓が
0.4mmである。また、ポーラスレンガ５０はノズ
ル本体４２上端の全周に亘つて設けられている。
一方、貫通孔レンガ５４は、ノズル本体４２壁の
肉厚のほぼ半分の厚さであり、下方のノズル本体
４２壁に嵌装されている。この貫通孔レンガ５４
に形成された複数の貫通孔は、ノズル内壁に対し
てほぼ直角に開口し、例えば、内径が0.4mmであ
る。一方、ガス供給管４４のガス供給側はアルゴ
ンガス供給源（図示せず）に接続されている。ま
た、ガス排出管４６は圧力制御機構（図示せず）
を備えた吸引ポンプ６０の入口側に接続され、更
に、ポンプ６０の出口側は配管６２によりアルゴ
ンガス回収容器（図示せず）に接続されている。
また、溶鋼を吐出するための複数の吐出孔６６が
ノズル本体４２の下端部で分岐し、夫々側方に開
口している。

このように構成された浸漬ノズル４０では、ス
トツパー２０を引上げて注入孔６４を開き、タン
デイツシユ１からノズル本体４２の溶鋼通流路を
介して鋳型３内に溶鋼が通流し始めると、ガス通
路２２からアルゴンガスを、例えば、12／分の
供給量で矢印２４方向に供給する。そうすると、
アルゴンガスが溶鋼通流路を下降し、その下方に
達するガス流がノズル本体４２内に形成される。
一方、このとき、ガス供給管４４に矢印５６方向
にアルゴンガスを供給し、ポーラスレンガ５０を
介して溶鋼通流路にガスを噴出すると共に、吸引
ポンプ６０を駆動させて貫通孔レンガ５４を介し
て矢印５８方向へ溶鋼通流路のガスを排出する。
ポーラスレンガ５０を介して供給されたガスは気
泡となり、ストツパー２０のガス通路２２から噴
出されたガス流がこの気泡を巻込む。そして、気
泡を巻込んだガス流が溶鋼と共に溶鋼通流路を下
降してその一部がノズル内壁を覆うガス膜とな
り、ノズル内壁への介在物の付着が抑制される。
ノズル本体４２の溶鋼通流路にガスが噴出される
と、ノズル本体４２の内圧は１気圧より高い圧力
となる。一方、ポンプ６０の排出圧力（吸引力）
を１気圧以上でノズル内圧以下の圧力範囲に制御
して溶鋼通流路のガスを排出する。このようにガ
スの排出圧力が制御されるので、スリツト５２内
への溶鋼の浸入を防止しつつ溶鋼通流路のガスを
排出することができる。

第３図にこの発明の第２の実施例を示す。この
第２の実施例ではガス排出手段として前記第１の
実施例の貫通孔レンガ５４の替わりに、スリツト
７４がノズル本体７２内壁にほぼ平行でノズル全
周に亘つて形成され、このスリツト７４はガス排
出管４６に接続されると共に、溶鋼通流路に対し
て下方に向かつて開口している。このようにして
もスリツト７４を介して溶鋼通流路のアルゴンガ
スを有効に排出することができる。また、スリツ
ト７４は溶鋼通流路の下方へ向かつて開口してい
るので、スリツト７４内への溶鋼の浸入を効果的
に防止することができる。

第４図は、横軸に従来のガスブロウノズルのノ
ズル詰り指数をとり、縦軸にこの発明の浸漬ノズ
ルのノズル詰り指数をとつて、この発明の実施例
に係る浸漬ノズルの効果を示すグラフ図である。
連々鋳条件は、同一の連々鋳毎に同時に実施し、
従来のガスブロウノズルではアルゴンガス供給量
が８／分、この実施例の浸漬ノズルではアルゴ
ンガス供給量が12／分である。ガスブロウノズ
ルのガス供給量を８／分に設定したのは、８
／分以下であれば鋳型３内の湯面が静かであ
り、これ以上のガス供給量になると吐出孔６６か
ら多量のガスが噴出して溶鋼流及び湯面が乱れる
ためである。この第４図から明らかなように、従
来に比較してこの実施例のノズル詰り指数のほう
が低い結果となり、ノズル詰りが発生し難い。

第５図は、横軸にアルゴンガス供給量をとり、
縦軸にノズル詰り指数及び湯面あばれ指数をとつ
て、従来のガスブロウノズルとこの発明の実施例
に係る浸漬ノズルとの比較を示すグラフ図であ
る。図中において、夫々、□はこの発明の浸漬ノ
ズルによる結果を、△は従来のガスブロウノズル
による結果を、〇は各ガス流量におけるノズル詰
り指数を示す。この第５図から明らかなように、
この実施例の浸漬ノズルでは従来のガスブロウノ
ズルに比較して70％以上もアルゴンガス供給量を
増加することができ、ノズル詰りの発生を飛躍的
に減少させることができると共に、溶鋼流及び湯
面の乱れが発生せず、凝固殻３１へのスラグ３２
の巻込みを防止することができる。このため、鋳
片の品質を低下させることなく連々鋳の回数を増
加することができる。

なお、上述の実施例はストツパーにより流量を
調節するタンデイツシユ浸漬ノズルついてのもの
であれば、これに限らずスライデイングノズルに
より流量を調節する形式のタンデイツシユ浸漬ノ
ズルについてもこの発明を適用することができ
る。

［発明の効果］ この発明の浸漬ノズルによれば、ガス供給手段
により溶湯通流路へ供給されたガスをガス排出手
段により排出するので、溶湯通流路へのガス供給
量を増加させた場合でも、鋳型内溶湯中に浸漬し
た吐出孔から多量のガスが噴出するという事態が
回避させる。このため、鋳型内の溶湯流及び湯面
を乱すことなくノズル詰りを有効に防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例を示す模式
図、第２図は第１図の一部拡大図、第３図は第２
の実施例を示す模式図、第４図は実施例に係る浸
漬ノズルのノズル詰りと従来のノズルのノズル詰
りとを比較して示すグラフ図、第５図は実施例に
係る浸漬ノズル及び従来のガスブロウノズルにつ
いてノズル詰り指数及び湯面あばれ指数とアルゴ
ンガス供給量との関係を示すグラフ図、第６図は
従来のガスブロウノズルを示す模式図である。 ２０；ストツパー、２２；ガス通路、４０；浸
漬ノズル、４２；ノズル本体、４４；ガス供給
管、４６；ガス排出管、４８，５２，７４；スリ
ツト、５０；ポーラスレンガ、５４；貫通孔レン
ガ、６０；ポンプ、６６；吐出孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 溶湯が通流する溶湯通流路と溶湯が吐出され
   る吐出孔とを有し、この溶湯通流路にガスを供給
   しつつ吐出孔を鋳型内溶湯中に浸漬して溶湯を注
   入する浸漬ノズルにおいて、ノズル壁に形成され
   た供給通路を介してガスを溶湯通流路に供給する
   ガス供給手段と、ノズル壁に形成された排出通路
   を介して溶湯通流路からガスを排出するガス排出
   手段と、を有することを特徴とする浸漬ノズル。