JPH08112655A

JPH08112655A - 鋼の連続鋳造用ノズル

Info

Publication number: JPH08112655A
Application number: JP24627694A
Authority: JP
Inventors: Kazumi Yasuda; 一美安田; Kiyomi Shio; 紀代美塩
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1994-10-12
Filing date: 1994-10-12
Publication date: 1996-05-07

Abstract

(57)【要約】【目的】ノズル内で溶鋼中の微細介在物を効果的に分
離できる構造を有する鋼の連続鋳造用ノズルを提供す
る。【構成】ノズルの孔壁を２重にし、内孔と外孔との間
の孔壁に、内孔側、外孔側ともに上向きに開口する鉤型
の貫通孔を複数個形成したことを特徴とする連続鋳造用
ノズル。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として、水平断面が
円形の取鍋ノズル、鋳型に溶鋼を注入する浸漬ノズル
等、鋼の連続鋳造用のノズルに関し、より具体的には、
溶鋼主流の偏流発生を抑制するとともに、溶鋼中の介在
物を効果的に分離する構造を有する鋼の連続鋳造用ノズ
ルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般に鋼の連続鋳造に用いられて
いる固定鋳型式の連続鋳造機においては、概念的には図
３に示すように、溶鋼ｓを取鍋ａから取鍋ノズルｂを介
してタンディッシュｃに供給し、タンディッシュの注入
ノズルｄから、スライディングノズルｓｎを介して水冷
銅鋳型ｅに注入し、この鋳型で冷却して凝固シェルｓｓ
を生成させ、得られた鋳片ｓｃを鋳型の下方に配置した
多数の支持ロールｒを介して支持、搬出する構造を有し
ている。ここで用いられる取鍋ノズルｂ，注入ノズルｄ
としては、図３の（ｂ）図，（ｃ）図に示すように、一
般に孔壁面ｄｆが平滑なものが用いられている。（参考
技術として特開昭５８−１５９９５６号公報がある）

【０００３】このような、孔壁が平滑なノズルを用いた
場合には、吐出孔ｆａ，ｆｂ近傍には周期的な圧力の自励振動が
発生する。このため、溶鋼の吐出流量の鋳片幅方向左右
の比率が周期的に変動し、鋳型内偏流の原因になる。介在物（主としてアルミナ・クラスター）ｓｇが孔壁
面ｄｆに非対称に付着し、例えば浸漬ノズルの場合、鋳
型内の溶鋼流動パターンまでが非対称になり、鋳型内で
の介在物浮上に支障がでたり、パウダー巻き込みを引き
起こし、安定した注入ができず凝固シェルの生成が不安
定になる。介在物の除去効果が小さく、溶鋼の清浄度が十分では
ない。等、品質の良好な鋳片を安定鋳造するために好ましくな
い問題がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来の問題点を解消し、ノズル内で溶鋼中の微細介在物
を効果的に分離できる構造を有する鋼の連続鋳造用ノズ
ルを提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の第一の発明は、
ノズルを２重管で形成して２重の孔壁を設け、内管の内
側の内孔と、内管と外管との間の外孔とを隔てている孔
壁に、内孔側、外孔ともに上向きに開口する鉤型の貫通
孔を複数個配設したことを特徴とする鋼の連続鋳造用ノ
ズルである。また、第二の発明は、第一の発明におい
て、鉤型の貫通孔開口部の下側部分に内孔側に突き出た
突起を設けたことを特徴とする鋼の連続鋳造用ノズルで
ある。

【０００６】

【作用】本発明においては、内孔と外孔との間の孔壁に
形成した鉤型の貫通孔により、ノズル内孔の溶鋼流の周
辺部に乱流（渦流）を生じさせ、鉤型の貫通孔の挟角形
成部分で介在物を凝集・合体させ、外孔内で浮上させる
ことができる。したがって、ノズル内を通過する溶鋼中
の介在物の除去効率を高めることができ、ノズルから吐
出する溶鋼の清浄度を向上できる。

【０００７】本発明における鉤型の貫通孔は、溶鋼流の
周辺部に渦流を生じさせ、介在物を凝集・合体させるた
め、溶鋼流が内孔から下向きに開口させ、凝集・合体し
た介在物を外孔内で容易に浮上させるために、外孔側で
は上向きに開口させることが必要である。

【０００８】この場合の下向き、上向き角度は、開口す
る孔面から見て下向きに２０〜６０度傾斜させることが
望ましい。２０度未満では、鉤型の貫通孔の開口部が損
耗しやすくなり、介在物が増加する懸念がある。また、
６０度を超えると、鉤型の貫通孔の挟角形成部分で介在
物を凝集・合体効果が小さく、介在物除去効果が低下す
る。

【０００９】鉤型の貫通孔の頂点の位置は、孔壁の厚さ
の中心位置に一致させることは必ずしも不可欠ではな
く、また内孔からの下向き角度と外孔への上向き角度は
一致させることは必ずしも不可欠ではない。

【００１０】また、この鉤型貫通孔は形状、配列は問わ
ないが、内孔側の開口径は１０〜２５mmは必要であり、
開口面積比（鉤型貫通孔形成領域Ｌｂにおける内孔の周
面積に対する鉤型貫通孔の開口部総面積の比で、以下、
単に「開口面積比」と言う。）は３〜２５％になるよう
に形成し、できるだけ均一な分布で形成することが望ま
しい。

【００１１】開口径が大きくした場合、開口面積比を大
きく取り過ぎた場合には溶鋼損失、浸漬ノズルの損耗が
大きくなり、操業性の低下、介在物の増加を招くので好
ましくない。外孔側の開口径、開口面積比については、
内孔側より大きくしてもよい。むしろ介在物浮上の観点
で内孔側より大きくすることが有効である。

【００１２】

【実施例】

（実施例１）以下に本発明を図１に示す実施例１に基づ
いて説明する。この実施例における連続鋳造機は固定鋳
型式のものである。図１（ａ）において、１は取鍋で、
転炉（図示省略）で精錬された溶鋼２を収容し、連続鋳
造機のタンディッシュ３上に搬入されている。この取鍋
１にはストッパー４により開度調整されるノズル５が設
けられている。

【００１３】６は水冷銅鋳型で、この鋳型内には、前記
タンディッシュノズル３の浸漬ノズル７の先端部がこの
鋳型６内の溶鋼中に浸漬するように挿入されている。こ
の浸漬ノズル７には、図１（ｂ）〜図１（ｄ）に示すよ
うに、孔壁を内管８と外管９で２重に形成し、内孔１０
ｉと外孔１０ｏを形成して、この内孔と外孔との間の孔
壁８ｗに、溶鋼が内孔側で下向きに流入するように開口
し、外孔側で上向きに流出するように開口する鉤型貫通
孔１１を多数形成している。

【００１４】１２は浸漬ノズル７から鋳型６への溶鋼注
入量を調整するスライディングノズル、１３は鋳型振動
装置、１４は鋳型下部に配設された多数の支持ロール
で、水冷銅鋳型６からの鋳片１５を垂直−湾曲−水平支
持するものである。

【００１５】このように構成された固定式の連続鋳造機
においては、取鍋１内の溶鋼２は、ノズル５からタンデ
ィッシュ３に注入され、タンディッシュに注入された溶
鋼は、内管８に鉤型貫通孔１１を多数形成した浸漬ノズ
ル７から、スライディングノズル１２を介して、水冷銅
鋳型６内に注入される。

【００１６】このとき、浸漬ノズル７の鉤型貫通孔１１
は、浸漬ノズル内を通過する溶鋼流の周辺部に渦流２ｓ
を発生させるとともに、溶鋼流の一部を下向き開口部か
ら鉤型の貫通孔に取り込み、取り込まれた溶鋼の渦流中
の介在物を鉤型の貫通孔１１の挟角形成部分を経て凝集
・合体させて、上向き開口部から外孔１０ｏ内に浮上さ
せる。浮上した介在物１６は、排出孔１７から排出する
ことができる。水冷銅鋳型６の溶鋼面には潤滑パウダー
１８も供給されている。

【００１７】この鋳型に供給された溶鋼２は、ここで冷
却され、凝固シェル１５ｓを生成し、多数の支持ロール
１４で垂直−湾曲−水平支持されて鋳片１５として連続
的に引き出される。

【００１８】この実施例では、溶鋼中の介在物１６は、
タンディッシュ３の浸漬ノズル７の鉤型の貫通孔１１を
経て外孔１０ｏ内で浮上させ、除去することができるの
で、浸漬ノズルの吐出孔７ａ，７ｂから介在物の極めて
少ない溶鋼を鋳型６に注入することができ、品質の良好
な鋳片を鋳造することができる。

【００１９】また、鉤型の貫通孔を均一な分布で形成す
ることで、溶鋼流の周辺部において、均一な渦流を発生
させることができるので、浸漬ノズル孔壁に介在物（含
む地金）の付着も少なく、溶鋼流の主流を安定確保する
ことができ偏流の発生を抑制することができる。したが
って、鋳型内での凝固シェル形成を安定させることがで
き、品質の良好な鋳片を安定的に鋳造することができ
る。

【００２０】（実施例２）前記図１（ａ）に示す固定鋳
型式連続鋳造機において、図１（ｂ）に示すような、外
径Ｄｏ：１３０mm，内径Ｄｉ：８０mm，長さＬ：９００
mm，吐出孔７ａ，７ｂ（下向き角度θ：１５０度）を有
する浸漬ノズルを用い、鋳型に溶鋼を注入して連続鋳造
を行い、得られた鋳片からサンプルを切りだし、スライ
ム抽出検査を行い、介在物量を調査した。その結果を従
来例による結果とともに表２に示す。

【００２１】鋳造操業条件鋼種：低炭素鋼（成分組成を表１に示す）鋳造温度：１５６０℃ 鉤型貫通孔配列周方向：８個（等間隔）上下方向：１０段（等間隔）溶鋼供給量：８０リットル／sec

【００２２】

【表１】

【００２３】

【表２】

【００２４】表２に示すように、本発明の実施例No１〜
５においては、いずれも得られた鋳片中の介在物指数は
従来例に比し顕著な減少が認められた。これに対して、
鉤型の貫通孔を有しない従来の浸漬ノズルを使用の場合
No１０では、鋳片の介在物指数は３．４で、本発明の実
施例の場合の２倍近い値を示した。ここに介在物指数＝
ｌｏｇ₁₀（４０〜１５０μ径の介在物個数／kg）であ
る。

【００２５】また、本発明の実施例の内、鉤型貫通孔の
開口径を３０mm，開口面積比を２５％としたNo６では、
介在物指数は従来例より小さい値を示したが、前記No１
〜５に比し、かなり大きい値を示した。

【００２６】鉤型貫通孔を傾斜角度θ1 ：９０度、すな
わち水平貫通孔とした場合のNo７では、介在物指数は従
来例並の値を示した。鉤型貫通孔の傾斜角度θ1 を１０
度にした場合のNo８では、介在物指数は従来例並の値を
示した。鉤型貫通孔の開口径を５mm，開口面積比を０．
９％とした場合のNo９では、介在物指数は、従来例並の
値を示した。

【００２７】以上の実施例から、従来例に比し、より顕
著な効果が得られる鉤型貫通孔の条件については、開口
径は、１０〜２５mm，開口面積比３〜２５％，傾斜角度
θ1２０〜６０度の範囲内で設定することが好ましいと
言える。

【００２８】（実施例３）実施例２において、図３に示
すように浸漬ノズル７の内壁８に設けた各鉤型貫通孔１
２の内孔側開口の下端から、上向きに傾斜する突起１９
を設けた場合についても同様の連続鋳造を行い、実施例
２の場合と同様、得られた鋳片からサンプルを切り出し
スライム抽出検査を行い介在物量を調査した。その結果
を表３に示す。

【００２９】突起条件高さｈ：５mm 厚みｔ：３mm 幅ａ：１０mm 傾斜角度：３５度

【００３０】

【表３】

【００３１】表３に示すように、本発明の実施例におい
ては、得られた鋳片中の介在物指数は、２以下で、突起
を設けない場合に比し、若干の改善が認められ、有効で
あることが確認できた。

【００３２】なお、本発明の連続鋳造用ノズルは、タン
ディッシュの浸漬ノズルに限定されるものではなく、取
鍋のノズルにも適用できるもので、上記実施例の構造、
条件に限定されるものでもない。

【００３３】また、固定鋳型式の連続鋳造機にのみ適用
されるものではなく、双ドラム式連続鋳造機，双ベルト
式連続鋳造機，単ベルト式連続鋳造機，移動鋳型式連続
鋳造機等各種の連続鋳造機においても適用されるもので
ある。したがって、本発明の連続鋳造用ノズルの構造条
件は、これら適用する連続鋳造機のに応じて、所定の範
囲内で変更するものである。

【００３４】

【発明の効果】本発明においては、内孔と外孔との間の
孔壁に形成した鉤型貫通孔により、ノズル内孔の溶鋼流
の周辺部に乱流を生じさせ、鉤型貫通孔の挟角形成部分
で介在物を凝集・合体させ、外孔内で浮上させることが
できる。したがって、ノズル内を通過する溶鋼中の介在
物の除去効率を高めることができ、ノズルから吐出する
溶鋼の清浄度を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）図は本発明による連続鋳造用ノズル（浸
漬ノズル）を用いた双ベルト式連続鋳造機の側断面概要
説明図、（ｂ）図は、（ａ）図における浸漬ノズルの一
例を示す側断面拡大概要説明図、（ｃ）図は（ｂ）図の
平面概要説明図、（ｄ）は、（ｂ）図の浸漬ノズルにお
ける孔内の溶鋼流と介在物の流れを示す側断面部分拡大
概要説明図。

【図２】（ａ）図は本発明による連続鋳造用ノズル（浸
漬ノズル）の他の例を示す側断面概要説明図、（ｂ）図
は（ａ）図の平面概要説明図、（ｃ）図は（ａ）図の浸
漬ノズルにおける孔内の溶鋼流と介在物の流れを示す側
断面部分拡大概要説明図。

【図３】従来の固定鋳型式の鋼の連続鋳造機例を示す側
断面概要説明図。

【符号の説明】

１取鍋２溶鋼２ｓ渦流３タンディッシュ４ストッパー５取鍋ノズル６水冷銅鋳型７浸漬ノズル７ａ，７ｂ吐出孔８内孔壁９外孔壁９ｃ排出孔１０ｉ内孔１０ｏ外孔１１鉤型貫通孔１２スライディングノズル１３鋳型振動装置１４支持ロール１５鋳片１５ｓ凝固シェル１６介在物１７排出孔１８潤滑パウダー１９突起

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ノズルを２重管で形成して２重の孔壁を
設け、内管の内側の内孔と、内管と外管との間の外孔と
を隔てている孔壁に、内孔側、外孔ともに上向きに開口
する鉤型の貫通孔を複数個配設したことを特徴とする鋼
の連続鋳造用ノズル。
【請求項２】鉤型の貫通孔開口部の下側部分に内孔側
に突き出た突起を設けたことを特徴とする請求項１記載
の鋼の連続鋳造用ノズル。