JPH0455772B2 - - Google Patents

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JPH0455772B2
JPH0455772B2 JP57035545A JP3554582A JPH0455772B2 JP H0455772 B2 JPH0455772 B2 JP H0455772B2 JP 57035545 A JP57035545 A JP 57035545A JP 3554582 A JP3554582 A JP 3554582A JP H0455772 B2 JPH0455772 B2 JP H0455772B2
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JP
Japan
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immersion nozzle
nozzle
piezoelectric vibrator
molten steel
vibration
Prior art date
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Application number
JP57035545A
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English (en)
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JPS58151949A (ja
Inventor
Hajime Nashiwa
Kenichi Tada
Takeshi Katogi
Akira Kuryama
Juji Tanaka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP3554582A priority Critical patent/JPS58151949A/ja
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Classifications

    • 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
    • B22D41/62Pouring-nozzles with stirring or vibrating means

Landscapes

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は製鋼所における連続鋳造機の浸漬ノズ
ルの詰り防止方法に関するものである。
製鋼所における連続鋳造に際しては、転炉で溶
製された溶鋼を取鍋から直接に連続鋳造機に注入
することは、注入流量の制御が困難なことから溶
鋼を一旦タンデイツシユに溜めてモールド(鋳
型)に注入する構造となつている。
第3図は連続鋳造機における従来のモールド部
の構造を示した概略断面図であつて、1は図示し
ない取鍋内の溶鋼が注入されるタンデイツシユで
あり、タンデイツシユ1内に注入した溶鋼はタン
デイツシユ1の底部1aに取付けられた浸漬ノズ
ル2内に連続的に流入するようになつており、こ
の浸漬ノズル2に流入した溶鋼は浸漬ノズル2の
下部に開設された溶鋼流出口2aを通つて、タン
デイツシユ1の下方に位置するモールド3内に流
出させるようになつている。そしてモールド3内
に流出した溶鋼は、モールド3の直下に設けられ
た図示していないスプレー帯及びガイドロールを
経て冷却及び成型されて鋳片が形成され、ピンチ
ロールによる抽出により連続して鋳片が得られる
ようになつている。
しかしながら、このようにして鋳片を連続鋳造
した場合には、溶鋼に含まれている酸化アルミニ
ウム(Al2O3)、酸化珪素(SiO2)、酸化マグネシ
ウム(MgO)等を主体とする非金属介在物4が
浸漬ノズル2を通過する際にその内面に付着堆せ
きして詰りが生じ、浸漬ノズル2を通過する溶鋼
量が次第に減退して操業度が著しく低下する。そ
のため従来は、浸漬ノズル2の内面に非金属介在
物4が付着堆せきするのを防止すべく、溶鋼中の
非金属介在物の量を抑制することが行われてい
る。また浸漬ノズル2の内面に非金属介在物4が
付着堆せきすることに備えて、その下端部を浸漬
ノズル2内の上方に挿入したガス吹付管5を設け
ている。そして非金属介在物4が堆せきした場合
には、タンデイツシユ1内の溶鋼を一時的に空に
した状態で、ガス吹付管5から酸素又はアルゴン
等の高圧ガスを浸漬ノズル2内に吹付けて非金属
介在物4を溶落又は飛散させて除去することとし
ている。しかしながら、このような高圧ガス吹付
による場合はモールド内へ溶落した非金属介在物
4が一時的に鋳片内に多量含有されることになつ
て、鋳片の品質が部分的に著るしい悪化を来たす
等の問題があり、操業度の低下と品質の低下をき
たす問題がある。
この対策として従来より、浸漬ノズルに超音波
振動を与えることにより非金属介在物の除去、付
着防止を図ることが行われていたが、単純に振動
数を高めるだけでは浸漬ノズルが大きく揺れてノ
ズルの損傷又は破損を来すという問題があつた。
本発明はかかる事情に鑑みなされたものであつ
て、浸漬ノズルに圧電振動子からタンデイツシユ
底面に至る間の振動系、圧電振動子からモールド
内溶鋼面に至る間の振動系及び浸漬ノズルの厚さ
方向の振動系夫々の一致させた共振周波数で浸漬
ノズルに対して2〜7MHzの範囲内の振動を与え
ることにより、浸漬ノズル内面に非金属介在物が
付着するのを未然に防止することにより、浸漬ノ
ズルの詰りを防いで連続鋳造機の操業度の低下を
防ぐとともに、鋳片の品質を向上させ得る浸漬ノ
ズルの詰り防止方法を提供することを目的とす
る。
以下、本発明に係る浸漬ノズルの詰り防止方法
を、実施例を示す図面によつて詳述する。第1図
は連続鋳造機において本発明を適用する浸漬ノズ
ル付近の構造を示した概略断面図であつて、第3
図に示した構成部分と一致する部分には同一符号
を付している。第1図に示すようにタンデイツシ
ユ1の底部1aには上端部をタンデイツシユ1内
に連通させて筒状をした浸漬ノズル2を一体的に
取付けている。浸漬ノズル2の下部周面には複数
の溶鋼流出口2aが開設されていて、この溶鋼流
出口2aはタンデイツシユ1の下方に位置するモ
ールド3内に占位させている。従つて、タンデイ
ツシユ1に溶鋼を注入した場合には、溶鋼は浸漬
ノズル2に連続的に流入して溶鋼流出口2aを経
てモールド3内に装入されるようになつている。
そしてモールド3内に装入された溶鋼は、このモ
ールド3の直下に設けられた図示していないスプ
レー帯により冷却されるとともに、ガイドロール
によつて所定形状に成型されて鋳片が形成され、
この鋳片はピンチロールにより連続的に抽出され
るようになつている。
而して前記浸漬ノズル2のモールド3よりも上
側に位置する部分の外面には圧電振動子6が取付
けられている。この圧電振動子6の先端は適長寸
法だけ浸漬ノズル2の外面に形成させた凹部2b
に埋込んで、セラミツク等を含有させた耐熱性接
着剤によつて一体的に固着されている。そして圧
電振動子6の後端部には、課電のためのリード線
7の一端部を半田付または溶接により接続してい
て、リード線7の他端部は、振動数が2〜7MHz
の範囲の高周波発生装置8の出力端子8aに接続
している。振動数を2〜7MHzとするのは2MHz未
満では振動数が小さすぎて非金属介在物の除去効
果が小さく、また7MHzを越えると振動が大きく
なりノズル破損の虞れが生じることによる。この
高周波発生装置8としては超音波発生装置の発振
部が転用できる。この高周波発生装置8を駆動す
るとリード線7を介して圧電振動子6が課電され
て超音波振動し、浸漬ノズル2を連続的に超音波
振動させ得るようになつている。
この浸漬ノズル2の超音波振動は、浸漬ノズル
2のタンデイツシユ1に対する固定部分及びモー
ルド3内における溶鋼面が振動動作の固定端とな
り、その固有振動数ωはiを係数、cを波動速
度、lを振動部の長さ(振動子6から上又は下の
固定端までの距離)とした場合に、 ω=iπc/lとなる。この超音波振動により溶
鋼が浸漬ノズル2内を通過しても溶鋼中の酸化ア
ルミニウム(Al2O3)、酸化珪素(SiO2)等の非
金属介在物が浸漬ノズル2の内面に付着するのが
妨げられる。従つて、非金属介在物の浸漬ノズル
2への付着堆せきを未然に防止することができ、
鋳片品質の向上、操業度の向上が図れる。
なお、浸漬ノズル2に対する非金属介在物の付
着をより効果的に防止するには、浸漬ノズル2の
厚さ及びモールド3内の溶鋼面の変動に対応して
振動数を適宜変化させるのが望ましい。
この関係を第2図によつて説明する。
例えば浸漬ノズル2に取付けた圧電振動子6
と、タンデイツシユ1底面との距離をl1、モール
ド3内の溶鋼面Mとの距離をl2とし、浸漬ノズル
2の厚さをtとした場合には、振動子6の上側、
下側の振動系及びノズル2の厚み方向の振動系の
共振周波数fを一致させるものとすると、 f=i1c/4l1=i2c/4l2=i3c/2t となる。
但しc=5.57×105cm/sec 例えばいまl1=20cm t=2cmとすると、 f=(i1−i2−Zi3)c/4(l1−l2−t) ≒i×1.39×105/(18−l2) となる。
従つてモールド内溶鋼面レベルの測定データか
らl2を求め、その変動に応じて上掲の式にて定ま
る共振周波数fにて振動子6を励振すれば最も効
果的である。
また、非金属介在物の径が十分小さいうちに浸
漬ノズル2より再離脱させる場合には、非金続介
在物の径(d)に相当する波長の共振周波数となるよ
うに振動周波数fを設定すべきである。このため
には振動周波数fを十分高い値にとる必要があ
る。例えばl2=8cm、f=c/2d、d=100μとす
ると、f=0.7×107Hz7MHz程度の振動周波数
が必要である。
一方、高周波発生装置8の出力は、圧電振動子
6と浸漬ノズル2との間の反射率が30%程度であ
るので、300〜1500Wを必要とする。
これは300W以下では振動の減衰により非金属
介在物の付着に防止する効果が少なく、1500W以
上では浸漬ノズル2内での溶鋼に空洞が生じて目
的を達成することができないことが実験により確
められたからである。また出力が300〜1500Wの
範囲では超音波振動の振幅は十分小さく、セラミ
ツク製浸漬ノズルの折損等の不都合も生じないこ
と等も確認できた。
本発明の具体的効果は次のとおりである。即ち
超音波振動数を7MHz、出力500Wの超音波信号を
圧電振動子に課電して浸漬ノズルを超音波振動さ
せた場合、Si−Alキルド鋼を320ton連続鋳造後
の浸漬ノズルの内面に付着した非金属介在物量は
200gとなり、超音波振動を与えない場合に付着
する付着量500gに比して激減する好結果が得ら
れた。なおこの実施例での浸漬ノズルの材質はア
ルミナグラフアイトであり、浸漬ノズルの内径は
90mmであり、連続鋳造時間は160分であつた。
以上詳述したように本発明に係る浸漬ノズルの
詰り防止方法は、連続鋳造機のモールドに溶鋼を
装入する浸漬ノズルに圧電振動子を固着し、該圧
電振動子に対する課電により、振動数2〜7MHz
の範囲であつて、圧電振動子からタンデイツシユ
底面に至る間の振動系、圧電振動子がモールド内
溶鋼面に至る間の振動系及び浸漬ノズルの厚さ方
向の振動系夫々の一致させた共振周波数、又はこ
れに加えて非金属介在物の径に相当する波長の共
振周波数で浸漬ノズルに対して振動を与えること
により浸漬ノズル2の内面への非金属介在物の付
着を未然に防止するので、操業度の低下をきたさ
ず高能率の連続鋳造が可能となる。また超音波振
動のみによつて浸漬ノズル2への非金属介在物4
の付着を妨げるため、鋳片成分への影響は皆無で
あり、品質の向上も図れる等、本発明は優れた効
果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る浸漬ノズルの詰り防止方
法を適用するための浸漬ノズル付近の概略断面
図、第2図は圧電振動子の取付位置とタンデイツ
シユ並びにモールド内の溶鋼面と振動周波数との
関係を検討する説明図、第3図は浸漬ノズルに付
着した非金属介在物を除去するようにした従来の
浸漬ノズル付近の概略断面図である。 1……タンデイツシユ、2……浸漬ノズル、3
……モールド、4……非金属介在物、6……圧電
振動子、8……高周波発生装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 連続鋳造機のモールドに溶鋼を装入する浸漬
    ノズルの適所に圧電振動子を固着し、該圧電振動
    子に対する課電により、振動数2〜7MHzの範囲
    であつて、圧電振動子からタンデイツシユ底面に
    至る間の振動系、圧電振動子からモールド内溶鋼
    面に至る間の振動系及び浸漬ノズルの厚さ方向の
    振動系夫々の一致した共振周波数で浸漬ノズルに
    対して振動を与えることを特徴とする浸漬ノズル
    の詰り防止方法。 2 前記圧電振動子は非金属介在物の径に相当す
    る波長の共振周波数で、浸漬ノズルに対して振動
    を与える特許請求の範囲第1項記載の浸漬ノズル
    のノズル詰り防止方法。
JP3554582A 1982-03-05 1982-03-05 浸漬ノズルの詰り防止方法 Granted JPS58151949A (ja)

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