JPH0685985B2 - タンディシュ内溶鋼の介在物浮上分離促進方法 - Google Patents
タンディシュ内溶鋼の介在物浮上分離促進方法Info
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- JPH0685985B2 JPH0685985B2 JP3403285A JP3403285A JPH0685985B2 JP H0685985 B2 JPH0685985 B2 JP H0685985B2 JP 3403285 A JP3403285 A JP 3403285A JP 3403285 A JP3403285 A JP 3403285A JP H0685985 B2 JPH0685985 B2 JP H0685985B2
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- Japan
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- tundish
- molten steel
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- weir
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/10—Supplying or treating molten metal
- B22D11/11—Treating the molten metal
- B22D11/116—Refining the metal
- B22D11/118—Refining the metal by circulating the metal under, over or around weirs
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、鋼の連続鋳造用タンディシュにおける介在物
浮上分離促進方法に関する。
浮上分離促進方法に関する。
転炉出鋼（一次精錬）後の溶鋼は、必要により真空脱ガ
ス処理等の二次精錬を経た後、連続鋳造設備により鋳片
を製造する場合、溶鋼は、取鍋よりロングノズル（浸漬
ノズル）またはスライディングノズルよりタンディシュ
に注湯され、そのタンディシュ内で介在物を浮上分離し
ながら、タンディシュ下部の浸漬ノズルより鋳型（モー
ルド）に注湯され、介在物浮上分離と冷却操作を受けな
がら鋳片として引き抜かれる。
ス処理等の二次精錬を経た後、連続鋳造設備により鋳片
を製造する場合、溶鋼は、取鍋よりロングノズル（浸漬
ノズル）またはスライディングノズルよりタンディシュ
に注湯され、そのタンディシュ内で介在物を浮上分離し
ながら、タンディシュ下部の浸漬ノズルより鋳型（モー
ルド）に注湯され、介在物浮上分離と冷却操作を受けな
がら鋳片として引き抜かれる。
上記タンディシュ内での介在物の浮上分離は、取鍋吐出
流影響領域ではあまり行われず、押し出し流れ領域で行
われている。
流影響領域ではあまり行われず、押し出し流れ領域で行
われている。
ところが、最近は、生産能率向上の目的で、取鍋より注
湯される溶鋼流量および流速を高めて、高速鋳造を行う
ことが多く、その結果、吐出流影響領域の占める割合が
大きくなり、介在物の浮上分離性が低下する傾向にあ
る。
湯される溶鋼流量および流速を高めて、高速鋳造を行う
ことが多く、その結果、吐出流影響領域の占める割合が
大きくなり、介在物の浮上分離性が低下する傾向にあ
る。
この対策として、（１）特開昭51-138537号公報記載の
ように、潜流堰と溢流堰とを設けて吐出流の影響を少な
くする方法、（２）タンディシュ下部よりポーラス煉瓦
を介して不活性ガスを吹込み溶鋼を撹拌する方法、
（３）特開昭58-176065号公報のように、タンディシュ
とノズルとの間にフィルターを設ける方法、（４）タン
ディシュの受湯部と浸漬ノズル直上とにそれぞれ開口を
有する管状耐火物を設けてそこに介在物を吸着する方法
などが知られている。
ように、潜流堰と溢流堰とを設けて吐出流の影響を少な
くする方法、（２）タンディシュ下部よりポーラス煉瓦
を介して不活性ガスを吹込み溶鋼を撹拌する方法、
（３）特開昭58-176065号公報のように、タンディシュ
とノズルとの間にフィルターを設ける方法、（４）タン
ディシュの受湯部と浸漬ノズル直上とにそれぞれ開口を
有する管状耐火物を設けてそこに介在物を吸着する方法
などが知られている。
しかし、上記（１）の方法では、溶鋼の流れの停帯域
（死空間領域）を生じさせ、反って介在物の浮上分離性
を悪くする虞れがあり、（２）の方法では吹込ガラス流
量の調整が難しく、折角浮上した介在物または溶鋼表面
に浮遊しているフラックスを巻き込んでしまう危険性が
ある。さらに（３）の方法では目詰まりごとフィルター
を交換する必要があり、コスト高となって実用的でな
く、（４）の方法では吸着効果が高いものが期待できな
い。
（死空間領域）を生じさせ、反って介在物の浮上分離性
を悪くする虞れがあり、（２）の方法では吹込ガラス流
量の調整が難しく、折角浮上した介在物または溶鋼表面
に浮遊しているフラックスを巻き込んでしまう危険性が
ある。さらに（３）の方法では目詰まりごとフィルター
を交換する必要があり、コスト高となって実用的でな
く、（４）の方法では吸着効果が高いものが期待できな
い。
そこで、本発明の主たる目的は、浮上分離効率が高くか
つ長時間の操業によってもその低下がなく、しかも経済
的で実用的なタンディシュにおける溶鋼の介在物浮上分
離促進方法を提供することにある。
つ長時間の操業によってもその低下がなく、しかも経済
的で実用的なタンディシュにおける溶鋼の介在物浮上分
離促進方法を提供することにある。
上記問題点を解決するための本発明は、タンディシュ内
に溶鋼を注湯するに際し、該タンディシュを堰によっ
て、取鍋吐出流影響領域と押し出し流れ領域とに区分
し、その押し出し流れ領域において、 タンディシュ内溶鋼深さ:H、 押し出し流れ領域の溶鋼容積:V、 １ストランド当たりの溶鋼のモールドへの注湯流量:Q、 ストークスの法則に従う粒子径50μｍの介在物粒子のタ
ンディシュ内溶鋼表面までの浮上速度:Vy、 粒子径50μｍの介在物粒子がタンディシュ内溶鋼表面ま
で浮上する時間:t50、 全ての粒子径の介在物粒子のタンディシュ内平均滞留時
間:T、 としたとき、 T/t50≧0.8……………………（Ａ） ここで、Ｔ＝V/Q………………………（Ｂ） t50＝H/Vy…………（Ｃ） を満たす条件の下で注湯することを特徴とするものであ
る。
に溶鋼を注湯するに際し、該タンディシュを堰によっ
て、取鍋吐出流影響領域と押し出し流れ領域とに区分
し、その押し出し流れ領域において、 タンディシュ内溶鋼深さ:H、 押し出し流れ領域の溶鋼容積:V、 １ストランド当たりの溶鋼のモールドへの注湯流量:Q、 ストークスの法則に従う粒子径50μｍの介在物粒子のタ
ンディシュ内溶鋼表面までの浮上速度:Vy、 粒子径50μｍの介在物粒子がタンディシュ内溶鋼表面ま
で浮上する時間:t50、 全ての粒子径の介在物粒子のタンディシュ内平均滞留時
間:T、 としたとき、 T/t50≧0.8……………………（Ａ） ここで、Ｔ＝V/Q………………………（Ｂ） t50＝H/Vy…………（Ｃ） を満たす条件の下で注湯することを特徴とするものであ
る。
この場合において、取鍋からタンディシュへの吐出流中
心と堰の吐出流側表面との距離をｌとしたとき、タンデ
ィシュ内に多数の開口を有する堰を、 0.5H≦ｌ≦2H……（Ｄ） となる位置に配置し、該タンディシュを取鍋吐出流影響
領域と押し出し流れ領域とに区分するのが望ましい。
心と堰の吐出流側表面との距離をｌとしたとき、タンデ
ィシュ内に多数の開口を有する堰を、 0.5H≦ｌ≦2H……（Ｄ） となる位置に配置し、該タンディシュを取鍋吐出流影響
領域と押し出し流れ領域とに区分するのが望ましい。
溶鋼内の介在物の粒子径は多岐にわたり、量的には50μ
ｍ以下のものが多いけれども、鋳片を圧延して成品とし
たとき、欠陥として問題となるのは50μｍ以上のもので
あることが判った。
ｍ以下のものが多いけれども、鋳片を圧延して成品とし
たとき、欠陥として問題となるのは50μｍ以上のもので
あることが判った。
そこで、本発明者はこの50μｍ以上の介在物について着
目し、その浮上分離性について種々の面から検討を行っ
た。
目し、その浮上分離性について種々の面から検討を行っ
た。
その結果、タンディシュ内を堰によって取鍋吐出流影響
領域と押し出し流れ領域とに区分し、その押し出し流れ
領域において浮上分離を図ることが、有効であることが
判った。この場合、前記（１）の方法のような堰の形式
では、死空間領域を生じるので、多開孔堰、とりわけ１
の開口面積が9cm2以上の多孔堰によって、溶鋼流の停滞
を防止するとともに、開口部での閉塞を防止しながら、
前記各領域を区分するのが好ましいことも知見した。
領域と押し出し流れ領域とに区分し、その押し出し流れ
領域において浮上分離を図ることが、有効であることが
判った。この場合、前記（１）の方法のような堰の形式
では、死空間領域を生じるので、多開孔堰、とりわけ１
の開口面積が9cm2以上の多孔堰によって、溶鋼流の停滞
を防止するとともに、開口部での閉塞を防止しながら、
前記各領域を区分するのが好ましいことも知見した。
前述のように、50μｍ以上の介在物の存在が鋳片品質を
大きく左右する。そこで、50μｍ以上の介在物の浮上分
離性を考えると、後記のように、T/t50（T;全ての粒子
径の介在物粒子のタンディシュ内平均滞留時間、t50;粒
子径50μｍの介在物粒子がタンディシュ内溶鋼表面まで
浮上する時間）≧0.8であると、浮上分離効率ζ〔１−
（浮上後の介在物個数）／浮上前の介在物個数）〕とし
て所期のものが得られ。ここで、Ｔは、押し出し流れ領
域の溶鋼容積（Ｖ）/1ストランド当たりの溶鋼のモール
ドへの注湯流量（Ｑ）の比としてあらわされる。またt
50は、タンディシュ内溶鋼深さ（Ｈ）／ストークスの法
則に従う粒子径50μｍの介在物粒子のタンディシュ内溶
鋼表面までの浮上速度（Vy）の比としてあらわされる。
大きく左右する。そこで、50μｍ以上の介在物の浮上分
離性を考えると、後記のように、T/t50（T;全ての粒子
径の介在物粒子のタンディシュ内平均滞留時間、t50;粒
子径50μｍの介在物粒子がタンディシュ内溶鋼表面まで
浮上する時間）≧0.8であると、浮上分離効率ζ〔１−
（浮上後の介在物個数）／浮上前の介在物個数）〕とし
て所期のものが得られ。ここで、Ｔは、押し出し流れ領
域の溶鋼容積（Ｖ）/1ストランド当たりの溶鋼のモール
ドへの注湯流量（Ｑ）の比としてあらわされる。またt
50は、タンディシュ内溶鋼深さ（Ｈ）／ストークスの法
則に従う粒子径50μｍの介在物粒子のタンディシュ内溶
鋼表面までの浮上速度（Vy）の比としてあらわされる。
したがって、Vyは後述のストークスの法則により求める
ことができるから、各変動要因V,Q,Hを、T/t50≧0.8と
なるように定めることによって、所期の浮上分離効率ζ
を得ることができる。
ことができるから、各変動要因V,Q,Hを、T/t50≧0.8と
なるように定めることによって、所期の浮上分離効率ζ
を得ることができる。
他方で、（Ｄ）式のように、堰の位置を決めると、介在
物の浮上分離を効果的に行うことができる。
物の浮上分離を効果的に行うことができる。
以下、さらに本発明を詳説する。
第１図は溶鋼の流れの面から連続鋳造設備の要部を示し
たもので、取鍋１の溶鋼は、ロングノズル（浸漬ノズ
ル）２またはスライディングノズルを介してタンディシ
ュ３に注湯される。
たもので、取鍋１の溶鋼は、ロングノズル（浸漬ノズ
ル）２またはスライディングノズルを介してタンディシ
ュ３に注湯される。
タンディシュ３には、本発明に従って、第２図に示すよ
うに、多くの開口4a、4a…を有する多孔堰４が設けら
れ、取鍋吐出流影響領域Ｚと押し出し流れ領域Ｙとに区
分されている。タンディシュ３に注湯された溶鋼は、多
孔堰４の開口ａを通って取鍋吐出流影響領域Ｚから押し
出し流れ領域Ｙへ流れ、この押し出し流れ領域Ｙにおい
て介在物の浮上が図られ、フラックス５に吸着される。
介在物が除去された溶鋼は、タンディシュ３の端部の下
部に設けられた浸漬ノズル６からモールド７へ注湯され
る。
うに、多くの開口4a、4a…を有する多孔堰４が設けら
れ、取鍋吐出流影響領域Ｚと押し出し流れ領域Ｙとに区
分されている。タンディシュ３に注湯された溶鋼は、多
孔堰４の開口ａを通って取鍋吐出流影響領域Ｚから押し
出し流れ領域Ｙへ流れ、この押し出し流れ領域Ｙにおい
て介在物の浮上が図られ、フラックス５に吸着される。
介在物が除去された溶鋼は、タンディシュ３の端部の下
部に設けられた浸漬ノズル６からモールド７へ注湯され
る。
なお、第１図は、ロングノズル２より左方にも多孔堰
４′が図示されているが、これは他のストランド用のも
のである。
４′が図示されているが、これは他のストランド用のも
のである。
ところで、介在物の浮上分離効率ζは（１）式にて定義
される。
される。
この（１）式を、全ての粒子径の介在物粒子がタンディ
シュ内溶鋼表面まで浮上する時間:tと、全ての粒子径の
介在物粒子のタンディシュ内平均滞留時間:Tとを使いな
がら書き直すと、 COUT＝CIN・exp（−T/t）、 ζ＝１−exp（−T/t）…………（２） 粒子径50μｍ以上のものを対象に考えると、 この（３）式を導く一方で、水模型実験を行い、Ｌ（多
孔堰４の押し出し流れ領域側表面から浸漬ノズル６中心
までの距離）、Ｈおよびdp（粒子径）を変えつつ、ζと
T/t（−）との関係を調べたところ、第３図および第４
図の関係が得られ、（３）式が確かに妥当性があること
が判明した。
シュ内溶鋼表面まで浮上する時間:tと、全ての粒子径の
介在物粒子のタンディシュ内平均滞留時間:Tとを使いな
がら書き直すと、 COUT＝CIN・exp（−T/t）、 ζ＝１−exp（−T/t）…………（２） 粒子径50μｍ以上のものを対象に考えると、 この（３）式を導く一方で、水模型実験を行い、Ｌ（多
孔堰４の押し出し流れ領域側表面から浸漬ノズル６中心
までの距離）、Ｈおよびdp（粒子径）を変えつつ、ζと
T/t（−）との関係を調べたところ、第３図および第４
図の関係が得られ、（３）式が確かに妥当性があること
が判明した。
両図からも明らかなように、T/t50≧0.8であると、ほぼ
ζは0.58以上となり、十分な分離効率が得られる。
ζは0.58以上となり、十分な分離効率が得られる。
したがって、逆にT/t50≧0.8の条件を満足させるために
は、Ｔ＝V/Q、t50＝H/Vyであるから、それぞれＶ（押し
出し流れ領域の溶鋼溶積;L×Ｈ×Ｗ（幅））、Ｑ（１ス
トランド当たりの溶鋼のモールドへの注湯流量）、Ｈ
（タンディシュ内溶鋼深さ）を条件設定すればよい。ま
た、Vyはストークスの法則に従って浮上するとして下式
（４）によって求める。
は、Ｔ＝V/Q、t50＝H/Vyであるから、それぞれＶ（押し
出し流れ領域の溶鋼溶積;L×Ｈ×Ｗ（幅））、Ｑ（１ス
トランド当たりの溶鋼のモールドへの注湯流量）、Ｈ
（タンディシュ内溶鋼深さ）を条件設定すればよい。ま
た、Vyはストークスの法則に従って浮上するとして下式
（４）によって求める。
Vy＝｛ｇ（ρＰ−ρ）/18μ｝・dP ２………（４） ここで、g:重力加速度（＝9.8m2/s） ρＰ：介在物の密度（≒2200Kg/m3但し、Al2O−C
aO系介在物の推定値） ρＰ ：溶鋼の密度（≒7000Kg/m3） μ ：溶鋼の粘度（≒0.006Pa・ｓ） dP：介在物粒子の直径（ｍ） 一方、多孔堰４の設置も重要な要素であり、第１図に示
される粋寸法ｌがＨとの関係で下式（Ｄ）の範囲内であ
ることが望まれる。
aO系介在物の推定値） ρＰ ：溶鋼の密度（≒7000Kg/m3） μ ：溶鋼の粘度（≒0.006Pa・ｓ） dP：介在物粒子の直径（ｍ） 一方、多孔堰４の設置も重要な要素であり、第１図に示
される粋寸法ｌがＨとの関係で下式（Ｄ）の範囲内であ
ることが望まれる。
0.5H≦ｌ≦2H…………（Ｄ） 多孔堰４は、取鍋吐出流の整流化を図り、押し出し流れ
領域Ｙを増大させるのに有効である。ｌが0.5H未満であ
ると、取鍋吐出流による多孔堰４の溶損が避けられず、
かえって介在物の新たな生成を促す。また、2Hを超える
と、押し出し流れ領域が小さくなり、浮上分離を十分に
行うことができなくなる。したがって、ｌの最高値はｌ
＝Ｈの近傍に存在する。
領域Ｙを増大させるのに有効である。ｌが0.5H未満であ
ると、取鍋吐出流による多孔堰４の溶損が避けられず、
かえって介在物の新たな生成を促す。また、2Hを超える
と、押し出し流れ領域が小さくなり、浮上分離を十分に
行うことができなくなる。したがって、ｌの最高値はｌ
＝Ｈの近傍に存在する。
多孔堰４の開口面積は、小さ過ぎると溶溶流の停滞を防
止する効果が少なくなり、その開口の溶鋼による閉塞を
防止するためには、9cm2（開口直径約3.4cm）以上、特
に12cm2（開口直径約3.9cm）以上であることが好まし
い。しかし、20cm2（開口直径約5cm）以上であると、堰
としての区分効果が少なくなる。開口に数は、少なくと
も堰表面積50cm2当り１個以上であることが死空間を生
じさせないために望まれる。開口の形状は、円形の他、
角形、楕円等を用いることができる。ただ、円に近いも
のがよい。多孔堰４の材質は耐火材によって形成され
る。必要ならば、多孔堰４を複数溶鋼の流れ方向に間隔
を置いて配置してもよい。
止する効果が少なくなり、その開口の溶鋼による閉塞を
防止するためには、9cm2（開口直径約3.4cm）以上、特
に12cm2（開口直径約3.9cm）以上であることが好まし
い。しかし、20cm2（開口直径約5cm）以上であると、堰
としての区分効果が少なくなる。開口に数は、少なくと
も堰表面積50cm2当り１個以上であることが死空間を生
じさせないために望まれる。開口の形状は、円形の他、
角形、楕円等を用いることができる。ただ、円に近いも
のがよい。多孔堰４の材質は耐火材によって形成され
る。必要ならば、多孔堰４を複数溶鋼の流れ方向に間隔
を置いて配置してもよい。
（実施例） 次に、実験例によって本発明の効果を明らかにする。
第１表に示すように、種々の形状のタンディシュを製作
し、実機試験を行ったところ、同表に示す浮上分離効果
となった。
し、実機試験を行ったところ、同表に示す浮上分離効果
となった。
なお、１ストランド当りの溶鋼流量Ｑは、2.94ton/min
＝７×10-3m3/secである。また、介在物量は、鋳片10Kg
当りのスライム抽出介在物粒径50〜200μｍ）の個数を
示す。また、50μｍの介在物の浮上速度Vyは、前記
（４）式により求めるとほぼ0.11cm/secである。
＝７×10-3m3/secである。また、介在物量は、鋳片10Kg
当りのスライム抽出介在物粒径50〜200μｍ）の個数を
示す。また、50μｍの介在物の浮上速度Vyは、前記
（４）式により求めるとほぼ0.11cm/secである。
従来一般的に汎用されている形状は、No2のものである
が、本発明に従ってT/t50を大きくすると、介在物量が
少なくなることが判る。
が、本発明に従ってT/t50を大きくすると、介在物量が
少なくなることが判る。
以上のとおり、本発明によれば、介在物の浮上分離効率
が高く、しかも溶鋼による閉塞もなく安定操業が可能と
なり、主としてタンディシュ形状の選定のみによって高
い浮上分離効率が得られ経済的となる。
が高く、しかも溶鋼による閉塞もなく安定操業が可能と
なり、主としてタンディシュ形状の選定のみによって高
い浮上分離効率が得られ経済的となる。
第１図は連続鋳造設備におけるタンディシュ部位の断面
図、第２図は多孔堰の開口形状およびその配置の一例
図、第３図および第４図は水模型実験結果の関係図であ
る。 １…取鍋（レードル）、３…タンディシュ、４…多孔
堰、4a…開口、７…モールド
図、第２図は多孔堰の開口形状およびその配置の一例
図、第３図および第４図は水模型実験結果の関係図であ
る。 １…取鍋（レードル）、３…タンディシュ、４…多孔
堰、4a…開口、７…モールド
Claims (2)
- 【請求項１】タンディシュ内に溶鋼を注湯するに際し、
該タンディシュを堰によって、取鍋吐出流影響領域と押
し出し流れ領域とに区分し、その押し出し流れ領域にお
いて、 タンディシュ内溶鋼深さ:H、 押し出し流れ領域の溶鋼容積:V、 １ストランド当たりの溶鋼のモールドへの注湯流量:Q、 ストークスの法則に従う粒子径50μｍの介在物粒子のタ
ンディシュ内溶鋼表面までの浮上速度:Vy、 粒子径50μｍの介在物粒子がタンディシュ内溶鋼表面ま
で浮上する時間:t50、 全ての粒子径の介在物粒子のタンディシュ内平均滞留時
間:T、 としたとき、 T/t50≧0.8……………………（Ａ） ここで、Ｔ＝V/Q………………………（Ｂ） t50＝H/Vy…………（Ｃ） を満たす条件の下で注湯することを特徴とするタンディ
シュ内溶鋼の介在物浮上分離促進方法。 - 【請求項２】取鍋からタンディシュへの吐出流中心と堰
の吐出流側表面との距離をｌとしたとき、タンディシュ
内に多数の開口を有する堰を、 0.5H≦ｌ≦2H……（Ｄ） となる位置に配置し、該タンディシュを取鍋吐出流影響
領域と押し出し流れ領域とに区分する請求項１記載のタ
ンディシュ内溶鋼の介在物浮上分離促進方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3403285A JPH0685985B2 (ja) | 1985-02-21 | 1985-02-21 | タンディシュ内溶鋼の介在物浮上分離促進方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3403285A JPH0685985B2 (ja) | 1985-02-21 | 1985-02-21 | タンディシュ内溶鋼の介在物浮上分離促進方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61193752A JPS61193752A (ja) | 1986-08-28 |
| JPH0685985B2 true JPH0685985B2 (ja) | 1994-11-02 |
Family
ID=12403003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3403285A Expired - Lifetime JPH0685985B2 (ja) | 1985-02-21 | 1985-02-21 | タンディシュ内溶鋼の介在物浮上分離促進方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0685985B2 (ja) |
-
1985
- 1985-02-21 JP JP3403285A patent/JPH0685985B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61193752A (ja) | 1986-08-28 |
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