JPH06552U - 通電発熱式の連続鋳造用浸漬ノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 連続鋳造用浸漬ノズルのノズル詰りを防止す
る。 【構成】 ノズル耐火物本体１内に、該本体１内の上部
から溶鋼流出口４の下方に至る面状の通電発熱抵抗体２
を埋設する。発熱抵抗体２に直流を通電して発熱させ、
ノズル耐火物本体１の温度を上昇する。溶鋼の温度低下
による地金付着、非金属介在物の付着を防止し、ノズル
詰りを解消する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ノズル詰りを防止することができる通電発熱式の連続鋳造用浸漬ノ ズルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

連続鋳造技術の進歩と共に、更なる生産性向上を目指して取鍋交換による連々 鋳を行うようになってきた。このため注湯ノズル１本当りの注湯時間が長くなり 、溶湯中の不純物に起因するノズル詰りが問題となっている。さらに、鋳片の等 軸晶化を促進するには、溶湯温度をできる限り低くする必要があるが、この際に 浸漬ノズルが地金によって閉塞するために溶湯過熱度を大きくせざるを得なかっ た。

【０００３】 そこでたとえば、特開昭59-202143 号公報に開示されるような誘導加熱による ノズル加熱によって上記の問題点の解決が図られてきた。しかしながら、誘導加 熱によってノズルを加熱するためには、水冷コイルと高周波電源を必要とし、設 備上大がかりとなるばかりでなく、溶湯のすぐ近くで水冷コイルが必要となり、 コイルのシールがやぶれると水蒸気爆発の危険があり、工業化の妨げとなってい る。

【０００４】 さらに、特開昭63-56349号、特開昭63-56350号、特開昭63-56351号にわたる公 報で考案されているような、ノズルへの直接通電によるノズル加熱が開示されて いる。しかしながら、ノズルへ直接通電すると、ノズル内の金属溶湯の方が電気 伝導度が大きいために、ノズル内部の溶湯に電流パスが生じることになる。この 場合、ノズル内の溶湯はノズル内部の溶湯流動によって充填したりしなかったり するため、溶湯内の電流パスが水平方向にも生じ、複雑になるばかりか時間的に 不安定となり、加熱効率の上で問題があった。また、ノズル詰りの防止に最適な ノズルの温度分布を得ることができず、発熱量を大きくすると溶湯によるノズル 外壁の溶損量が増加し、ノズル寿命低下を招き、連々鋳の妨げとなる恐れがあっ た。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は、上述のような問題を解決し、比較的簡単な設備でノズル内壁への地 金付着や非金属介在物の付着抑制が可能であるばかりでなく、好ましくはノズル の温度分布をコントロールすることにより、溶湯によるノズル外壁の溶損がノズ ル加熱によっても助長されない、連続鋳造用浸漬ノズルを提供することを目的と するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

前記目的を達成するための本考案は、通電発熱式の連続鋳造用浸漬ノズルにお いて、ノズル耐火物本体内に、該ノズル耐火物本体の上部から溶鋼流出口の下方 に至る適宜幅を有する面状の通電発熱抵抗体を上下方向に対をなすと共に、下端 を接続させて埋設し、前記通電発熱抵抗体の各上部端寄りの互いに対位する箇所 に通電端子を取りつけたことを特徴とする通電加熱式の連続鋳造用浸漬ノズルで ある。

【０００７】 本考案では前記ノズル耐火物本体の高さ方向で発熱量分布が異なる通電発熱抵 抗体を埋設するようにするのが好適である。

【０００８】

【作用】

本考案の連続鋳造用浸漬ノズルは、ノズル耐火物本体の内部に面状の発熱抵抗 体をもち、これに直流電圧を印加することで、ノズル耐火物本体の内部から加熱 される。この発熱量Ｑは、後述のように電流値Ｉと発熱体の電気抵抗Ｒによって 決まるから、ノズル全体の発熱量は電流値Ｉを調整する。

【０００９】 さらに、好ましくは、発熱抵抗体の電気抵抗Ｒを発熱量が多く必要な位置では 大きくし、発熱量を小さくしたい位置では電気抵抗Ｒを小さくすることで発熱量 の分布をコントロールすることができる。 前述のように本考案の連続鋳造用浸漬ノズル中の導電性面状発熱体に直流電流 を通すことにより、ノズル耐火物本体は内部から加熱される。このときの発熱量 Ｑは、流す電流値Ｉと導電性発熱体の電気抵抗Ｒから、 Ｑ＝ＩＲ² と見積られる。

【００１０】 ノズル耐火物本体内の付着物を低減するためには、ノズル内壁の温度が均一で あることが望ましいが、ノズル耐火物本体が溶湯に浸漬されている場合には、ノ ズル中の熱の流れはおおよそ図２で模式的に示されるように、タンディッシュ８ の下部に取付けられた連続鋳造用浸漬ノズルのノズル耐火物本体１下端部からモ ールド９内の溶湯７の保有する熱移動が起こり、大気中に熱放散される。このた めノズル耐火物本体１内を通過する溶湯７は温度が低下し、ノズル耐火物本体１ の下部で回りの溶湯７より温度が低下し、地金付着、非金属介在物付着を助長す ることになる。なお、５は熱移動方向、６はモールドパウダを示す。

【００１１】 そこで、図１のような厚みの変化により発熱量分布を持つ面状の発熱抵抗体２ をノズル耐火物本体１内に埋設することにより、ノズル耐火物１の下端から上方 への熱移動を低くしてノズル耐火物１の下端での温度低下を抑制し、地金付着や 非金属介在物の付着を防止するものである。なお、発熱量の分布は、発熱体の電 気抵抗値によって調整可能で、例えば熱放散が大きいため発熱量が多く必要なノ ズル中央部では面状発熱体２の断面積を小さくして電気抵抗を大きくし、発熱量 を多くすればよい。また、発熱抵抗体２としては、グラファイト等をノズル製造 の際（プレス）前に埋め込むことでノズル耐火物本体１内に内挿することができ る。

【００１２】

【実施例】

本考案の連続鋳造用浸漬ノズルを用いて、Ti入りステンレス鋼（Fe−17％Cr− 0.2％Ti）の溶鋼で、３連々（80ton取鍋×３ch）の連続鋳造実験を行った。使用 したノズル本体内部の発熱体形状および寸法を図１（ａ）、（ｂ）に模式的に示 す。

【００１３】 すなわち、図１（ａ）、（ｂ）に示すようにノズル耐火物本体１の上部から一 対の溶鋼流出口４の下方に至る面状の通電発熱抵抗体２を上下方向に対をなすと ともに、下端を接続させて埋設してある。そして通電発熱抵抗体２の各上部端寄 りの互いに対位する箇所に通電端子10を設けてあり、一方が＋側に、他方が−側 の直流電源に接続されている。なお、面状の通電発熱抵抗体２の厚みは、発熱量 が多く必要な上部では厚みを２mmと薄くし、発熱量を少なくしてよい下部が２mm から４mmへと末広がりに厚みを徐々に大きくしてあり、溶鋼流出口４の下方は４ mmとなっている。

【００１４】 この場合、面状の通電発熱抵抗体２としてアルミナグラファイト製のものを使 用し、タンディッシュの予熱中から一対の通電端子10のＡ−Ｂ間に30Ｖの直流電 圧を印加して矢印３で示す方向に電流を流した。また、比較例として同一寸法、 形状で発熱体をもたない従来の連続鋳造用浸漬ノズルを用いて実験を行った。本 設備ではモールドの湯面レベルが一定となるように、タンディッシュのストッパ ー開度を制御しているために、ノズル内壁の付着物量が増加すると、ストッパー 開度が大きくなるため、ノズル付着物量をストッパー開度の変化により評価でき る。

【００１５】 図３に本考案ノズル使用時と比較のため従来のノズル使用時のストッパー開度 変化を鋳造長で整理した。図３から明らかなように、本発明ノズル使用により、 ノズル付着物量が減少し、ストッパー開度変化が小さくなることがわかる。さら に、３連の鋳造後に使用したノズルを回収し、中心軸を含む垂直面で切断し、ノ ズルに付着していた地金、非金属介在物の厚みを測定したところ、ノズルの付着 物量は比較ノズルの場合に比べて１／２以下であり、図３に示したストッパー開 度変化と傾向が一致した。 また、ノズル耐火物本体に付着物が増し、ノズル詰りが悪化すると、モールド 内の流動が不安定となり、モールドフラックスの巻き込みを助長したり、また、 鋳造中にノズル耐火物本体付着物の一部がはく離し、これが鋳片表層部にトラッ プされて、製品欠陥となることが知られている。

【００１６】 そこで、本考案のノズル使用時と、比較のための従来のノズル使用時の鋳片表 層部欠陥に起因する熱延板の表面欠陥指数をまとめて図４に示した。図４から、 本考案ノズル使用により製品欠陥も低減し、生産性向上ばかりでなく、製品品質 の向上も達成された。

【００１７】

【考案の効果】

本考案の連続鋳造用浸漬ノズルの使用によればノズル外壁の溶損量を抑えつつ 、ノズル詰りが低減され、連続鋳造時の連々数を増すことができるようになり、 生産性の向上が達成される。また、ノズル詰りに起因するモールド内の溶湯流動 の変動も小さくなるので、製品品質の向上も可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の構造を示す断面図であり、（ａ）は縦
断面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ’断面図である。

【図２】通常の浸漬ノズル回りの熱の流れを示す概略図
である。

【図３】本考案と従来例のストッパー開度変化の推移を
示す線グラフである。

【図４】本考案と従来の熱延板の欠陥発生比率を示すグ
ラフである。

【符号の説明】

１ ノズル耐火物本体 ２ 通電発熱抵抗体 ３ 電流の向き ４ 溶湯の吐出口 ５ 熱移動方向 ６ モールドパウダー ７ 溶湯 ８ タンディッシュ ９ モールド 10 通電端子

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【手続補正書】

【提出日】平成４年７月３０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 通電発熱式の連続鋳造用浸漬ノズルにお
   いて、ノズル耐火物本体内に該ノズル耐火物本体の上部
   から溶鋼流出口の下方に至る適宜幅を有する面状の通電
   発熱抵抗体を上下方向に対をなすと共に、下端を接続さ
   せて埋設し、前記通電発熱抵抗体の各上部端寄りの互い
   に対位する箇所に通電端子を取りつけたことを特徴とす
   る通電加熱式の連続鋳造用浸漬ノズル。
2. 【請求項２】 ノズル耐火物本体の高さ方向で発熱量分
   布が異なる通電発熱抵抗体を埋設したことを特徴とする
   請求項１記載の通電発熱式の連続鋳造用浸漬ノズル。