JPH05185192A

JPH05185192A - 連続鋳造用浸漬ノズル

Info

Publication number: JPH05185192A
Application number: JP4003995A
Authority: JP
Inventors: Koichi Tozawa; 宏一戸澤; Kenichi Tanmachi; 健一反町; Mototatsu Sugisawa; 元達杉沢
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1992-01-13
Filing date: 1992-01-13
Publication date: 1993-07-27

Abstract

(57)【要約】【目的】鋳造を長時間継続しても溶鋼の吐出角度が変
動するようなことのないノズル形状を提案すること。【構成】溶鋼吐出用浸漬ノズルの形状を、その吐出孔
下部に、底面にまで亘る切欠口を設ける。とくに、この
切欠口に臨むノズル内底面と水平面とのなす角度を60°
以下とし、切欠口の大きさ（切欠深さ）を壁面厚さの50
〜150 ％の大きさとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、溶鋼の連続鋳造に際
してタンディッシュからモールド内へ溶鋼を注入すると
きに用いる浸漬ノズルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的な連続鋳造用浸漬ノズルは、ノズ
ル下部周側面の鋳型幅方向に面する対向する２面にそれ
ぞれ１個の吐出孔を具えているのが普通である。この吐
出孔については、まずその吐出孔の向きをどうするかが
重要であり、この吐出孔の向きの如何により、介在物や
気泡の侵入深さ等が変わり、結局、鋳片の内部品質に重
大な影響を及ぼすことになる。

【０００３】また、この吐出孔については、上述の如き
方向だけに限らず、さらにその吐出角度もまた重要であ
り、この溶鋼流の吐出角度の如何によってメニスカス近
傍の表面流速が変化し、ひいてはメニスカス近傍におけ
るモールドパウダー巻き込み特性が変わり、鋳片の表面
品質に重大な影響を及ぼすことになる。このような背景
の下で従来、連続鋳造機の種類やスループット、鋳片
幅、ノズル浸漬深さ、鋼種などにより、これらに適合す
る最適吐出角度が選択決定されており、さらには、浸漬
ノズルからの吐出流速低減のために多孔（４孔）ノズル
なども検討されている（特開昭63−101058号公報参照)
。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】さて、上記従来技術の
うち、とくに溶鋼流の吐出角度については、発明者らの
研究によると、次のような問題のあることが判った。そ
れは、ノズル周側面に設けた従来の吐出孔では、この吐
出孔による溶鋼吐出流の角度（水平面に対する吐出流の
吐出角度θ）を工夫するだけであるから、表面品質の改
善には十分寄与しないということである。例えば、この
ような浸漬ノズルを使って長く鋳造を続けると、この吐
出孔まわりおよびノズル内底部にアルミナ等が付着し、
それが次第に成長するために、吐出流の向きが意図する
方向に向かわず、しかも不規則に変化して鋳型内溶鋼流
動を乱すという問題があった。従って、たとえ鋳造初期
に最適な吐出角度に設定していたとしても、鋳造末期に
なると、アルミナ等の付着物の影響により吐出角度が変
化し、このことによって鋳片の内部品質や、表面品質を
劣化させるという問題があった。本発明の目的は、鋳造
を長時間継続しても、主として付着物の影響やノズル詰
まりによる溶鋼吐出角度の変化がなく、しかも、それ故
に少なくともこの点に起因する、鋳片品質の劣化を招く
ことのない浸漬ノズルの新規な形状を提案するところに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上掲の目的実現に向けて
工夫を重ねた結果、本発明者らは次のことを知見した。
それは、浸漬ノズル吐出孔からの溶鋼吐出流の角度は、
主に吐出孔の下面（底面の水平面に対する傾き（傾斜角
θ）によって決まり、一方付着物の成長に伴なうノズル
詰まりは、正にこの吐出孔底面に発生するということで
ある。従って、吐出孔底面にアルミナ等の付着物が堆積
しノズル詰まりが生じると、その付着物の付着の仕方に
よって吐出流の角度が変化する。

【０００６】そこで、本発明では、この知見に基いてそ
れを解決するために、吐出孔の底面を含む下部に１つ以
上の切欠きを設けることにしたのである。すなわち本発
明は、少なくとも１ケ以上の吐出孔を下部の周側面に設
けてなる連続鋳造用浸漬ノズルにおいて、前記吐出孔下
に、その延在下部を下端面まで貫通するように切欠いて
なる切欠口を設けたことを特徴とする連続鋳造用浸漬ノ
ズルを提案する。また、この浸漬ノズルは、上記吐出孔
に臨むノズル内底面を、下向き傾斜とすると共に、この
ノズル内底面と水平面とのなす角度θが60゜以下である
傾斜面にし、また、上記吐出口下に設けた切欠口下端面
の切欠きの大きさを、ノズル半径方向への切欠き長さ
（Ｔ）が、ノズル吐出口部壁面厚さ（ｔ）の50〜150 ％
の範囲内となる大きさとすることが望ましい。なお、上
記の構成に係る浸漬ノズルは、とくに垂直部を有する連
続鋳造機による連続鋳造において、鋳片の表面欠陥を防
止するために吐出流の角度を下向きに維持しなければな
らない場合にとりわけ有効に用いられるものである。

【０００７】

【作用】本発明浸漬ノズルは、その本体１の周側面に設
けた吐出孔２，２´の下側に、ノズル内底面1bまでを切
欠いて得られる切欠口３，３´を形成してなるもので、
ノズル本体１中を流下する溶鋼がこの吐出孔２，２´を
経て同時にこの切欠口３，３´からも流出するようにな
る。その結果、吐出孔２，２´の本来の下向流が一層助
勢され、いわゆる大きな下向きの流れが形成され、しか
もその下向流の大きさは切欠口３，３の開口の大きさに
応じて吐出する。なお、その吐出流の向きおよび強さ
は、吐出孔２，２´の吐出角度、とりわけ、ノズル内底
面1bの傾き、及び切欠きの深さに応じて決まるので、そ
れを適正に保つことが重要である。

【０００８】この点に関し、発明者らの知見によれば、
前記吐出孔２，２´の吐出角度のうち、特にノズル内底
面1b, 1b′の傾きが水平面に対して60゜以下の大きさ、
好ましくは20゜〜40゜の傾きにすることが有効である。

【０００９】吐出孔２，２′を下向き開孔とした理由の
１つは、本発明の場合、メニスカスでの溶鋼表面流の流
速低減を図ることに主眼があり、もともと上向き吐出流
を強化するものではないからである。例えば、本発明に
おいて、仮りに上向きの吐出孔としてこれに前記切欠口
を設けるとすれば、上向き−下向きの流れが相殺し合
い、下向きを指向している本来の目的が減殺されてしま
うからである。

【００１０】なお、ノズル吐出角度、即ちノズル内底面
と水平面とのなす角度θの上限を、60゜にしたのは、こ
れを越える傾斜角では本発明によらなくとも、十分な下
向き流を得ることができるからである。すなわち、図２
に示すように、例えば切欠き長さ（Ｔ）が100 ％のとき
を見ると、60゜以下では吐出流の角度がいずれも前記ノ
ズル内底面の傾きを超えるのに対し、70゜では頭打ちと
なり、効果が現れなくなるからである。

【００１１】上述したように、本発明においては、前記
切欠口３，３´の大きさを適正にすることも重要であ
る。すなわち、ノズル半径方向への切欠き長さ（Ｔ）
を、ノズル壁面厚さ（ｔ）の50％以上にすることが必要
である。それは、図２に示すように、傾斜角の場合と同
じように、50゜未満になると吐出流の下向流を助勢する
効果がなくなるからである。一方、上限の大きさが150
％を越えると、その効果が頭打ちになる。従って、切欠
き長さ（Ｔ）は、壁面厚さ（ｔ）との関係で図１（ｃ）
に示すように、50〜150 ％の比率とすることが望まし
い。

【００１２】なお図２は、図１に示した形状の本発明浸
漬ノズルを用い、１／１スケールの水モデルにより、そ
の吐出流の吐出角度を吐出孔角度、切欠き長さを変化さ
せて測定した結果を示したものである。この水モデルの
実験条件は、鋳型幅1250mm、鋳型厚260mm の垂直鋳型、
鉄換算スループット4.5ton/min、浸漬ノズル外径140mm
、内径70mm、２孔、穴断面積70×70mm²、浸漬深さ
（メニスカス〜吐出孔上端距離）200mm としたものであ
る。切欠口３，３´のない例（切欠き長さ０％）の場合
には、下向き角度を大きくしないと、下向きの吐出流が
得られず、また水平の場合を除きノズルの出口角度より
も小さな吐出流角度しか得られないことが確かめられ
た。とくに切欠長さ（Ｔ）が50％以上の切欠口３，３′
を設けることにより、より大きな角度の下向き吐出流が
得られることが判った。

【００１３】本発明の浸漬ノズルは、図１に示すような
２孔ノズルだけでなく、４孔ノズル等の多孔ノズルの最
下段の吐出孔に対しても有効に適合する。また切欠口
３，３´は穴幅全体を切欠く必要はなく、例えば一部分
だけを切り欠いても所望の効果が得られる。

【００１４】

【実施例】この実施例は、本発明浸漬ノズルを使用し
て、実機の連鋳鋳造機で鋳造実験をしたものである。そ
の結果を、圧延板の表面欠陥発生率について従来浸漬ノ
ズル使用結果と比較したので、それを図３に示す。この
実験での鋳造条件は、鋳片幅1250mm、鋳片厚み260mm 、
スループット4.5ton/min、鋼種極低炭素鋼（c/30ppm)、
Ｉ／Ｎは水モデルと同様とし、穴断面積70×70mm²、下
向き35゜の２孔タイプのノズルを用い、切欠き長さ
（Ｔ）を100 ％の大きさとした本発明ノズルと、切欠き
無しの従来浸漬ノズルとを比較したものである。図３に
示す結果から明らかなように、本発明浸漬ノズルは、下
向きの吐出流が得られメニスカス表面流速を低減するこ
とが可能となったため、モールドパウダーの巻き込みが
低減し、パウダー起因の圧延板での欠陥が大幅に減少し
ていることが明らかである。ところが、従来浸漬ノズル
では、連々数の増加に伴ない、ノズル詰まりの発生に伴
なうパウダー性欠陥が増加した。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ノ
ズル吐出孔の下部側に切り欠口を設けた形状としたこと
から、吐出孔まわりの堆積物の影響を受けることなく、
常に大きな下向き吐出流を得ることができる一方で、メ
ニスカス表面流の弊害を低減できるようになった。その
結果として、圧延板におけるモールドパウダー起因の表
面欠陥を大幅に減少させることができる。また、連々後
半に鋳造した圧延材の場合でも、パウダー起因欠陥の発
生を抑制できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明浸漬ノズル下部の断面図であ
る。（ｂ）は、本発明浸漬ノズル下部の側面図である。
（ｃ）は、本発明浸漬ノズル下部の底面図である。

【図２】ノズル下部に設けた切欠口の切り欠き長さが吐
出流の吐出角度に及ぼす影響を水モデルにより調査した
結果を示すグラフである。

【図３】本発明浸漬ノズルと従来浸漬ノズルとの圧延板
表面品質に及ぼす影響を連々数に対して調査した結果を
示すグラフである。

【符号の説明】

１ノズル本体１ｂノズル内底面２，２′ 吐出孔３，３′ 切欠口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも１ケ以上の吐出孔を下部の周
側面に設けてなる連続鋳造用浸漬ノズルにおいて、前記
吐出孔下に、その延在下部を下端面まで貫通するように
切欠いてなる切欠口を設けたことを特徴とする連続鋳造
用浸漬ノズル。
【請求項２】上記吐出孔に臨むノズル内底面を、下向
き傾斜とすると共に、このノズル内底面と水平面とのな
す角度θが60゜以下である傾斜面にしたことを特徴とす
る請求項１に記載の浸漬ノズル。
【請求項３】上記吐出口下に設けた切欠口下端面の切
欠きの大きさを、ノズル半径方向への切欠き長さ（Ｔ）
が、ノズル吐出口部壁面厚さ（ｔ）の50〜150 ％の範囲
内となる大きさとしたことを特徴とする請求項１または
２に記載の浸漬ノズル。