JPH08112656A - 鋼の連続鋳造用ノズル - Google Patents

鋼の連続鋳造用ノズル

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JPH08112656A
JPH08112656A JP24627794A JP24627794A JPH08112656A JP H08112656 A JPH08112656 A JP H08112656A JP 24627794 A JP24627794 A JP 24627794A JP 24627794 A JP24627794 A JP 24627794A JP H08112656 A JPH08112656 A JP H08112656A
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JP
Japan
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nozzle
molten steel
continuous casting
inclusions
annular groove
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JP24627794A
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English (en)
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Kazumi Yasuda
一美 安田
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、ノズル内で溶鋼中の介在物を効果
的に分離するとともに、溶鋼の偏流を防止する構造を有
する鋼の連続鋳造用ノズルを提供する。 【構成】 本発明は、ノズル内壁に、下記条件を満足す
る複数段の環状溝を形成したことを特徴とする。 溝段数n:8以上 溝深さd:10mm以上 h/d:0.7〜1.5 ここで、hは溝幅で5mm以上

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、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、溶鋼主流に偏
流が発生するの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】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4
(a)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、さらに、スライデ
ィングノズルsnを介して、浸漬ノズルdから水冷銅鋳
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。ここで用いられる浸漬ノズルdとしては、図4
(b),(c)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。(参考技術特開昭58−15
9956号公報)
【0003】このような、ノズル内孔壁面が平滑な浸漬
ノズルを用いた場合には、 介在物(主としてアルミナ・クラスター)sgがノズ
ル内孔壁面に偶然に付着することはあるが、付着効果が
小さく、介在物除去機能は極めて小さい。 介在物sgはノズル内孔壁面dfに地金とともに非対
称に付着するので、浸漬ノズルの場合は、鋳型内の溶鋼
流動パターンまで非対称になり、鋳型内での介在物浮上
に支障をきたしたり、パウダー巻き込み等の問題が発生
する。 吐出孔fa,fb近傍には自励振動的な圧力変動が発
生しやすく、鋳型内に偏流が発生する原因になる。 等、ノズル内での溶鋼中介在物の除去、溶鋼流の偏流抑
制の観点では改善の余地がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
実情に鑑みなされたもので、ノズル内で溶鋼中の介在物
を効果的に分離するとともに、溶鋼の偏流を防止する構
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。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、ノズル内壁に
下記条件を満足する複数段の環状溝を形成したことを特
徴とする鋼の連続鋳造用ノズルである。 溝段数n:8以上 溝深さd:10mm以上 h/d:0.7〜1.5 ここで、hは環状溝幅で5mm以上
【0006】
【作用】本発明のノズルにおいては、ノズル内孔壁に形
成した複数段の環状溝により、以下のような効果を得
る。 ノズル内を通過する溶鋼流を環状溝と接触させること
により、渦流を発生させ、この作用で溶鋼中の介在物を
環状溝に効果的に吸着させることができるため、従来よ
りも吸着除去量が増加し、ノズルから吐出する溶鋼の清
浄度を向上できる。 介在物は環状溝で優先的に吸着除去するので、従来の
ように平滑なノズル内面に非対称に付着することはな
く、溶鋼の主流を確保し、溶鋼流の非対称化を回避でき
る。 吐出孔付近での自励振動的な圧力変動がなくなり、溶
鋼流の偏流の発生を防止できる。
【0007】本発明においては、介在物との接触頻度を
高め、これを吸着するために有効な溶鋼渦流を生成さ
せ、吸着した介在物をが長時間にわたり、溶鋼流によっ
て流出さしないように環状溝を形成する必要があり、そ
のためには、この環状溝を適度の段数,深さ,幅を有す
るものとする必要がある。
【0008】本発明者等は、これらの最適条件を見出す
ために、固定鋳型式の連続鋳造機において、注入ノズル
として図1に示すような、外径Do:165mm,内径D
i:85mm,長さL:900mm,吐出孔として、下端部
側壁に2孔(下向き角度θ:150度)2a,2bを有
するものを用い、溝3の条件を変えて鋳造実験を行い、
得られた鋳片のスライム抽出検査による介在物指数で溝
の性能を評価した。
【0009】鋳造操業条件 鋼種:高炭素鋼 鋳造温度:1560℃ 浸漬ノズル 溶鋼注入量:400kg/sec
【0010】図2(a)は、環状溝の段数nと介在物指
数との関係を示し、環状溝の段数が10以上の範囲で介
在物指数が小さくなる。即ち介在物除去効果が顕著であ
ることを示している。なお、ここでいう介在物指数と
は、介在物指数=log10(40〜150μ径の介在物
個数/kg)で表される。
【0011】図2(b)は、環状溝の深さdと介在物指
数との関係を示し、環状溝の深さが10mm以上の範囲で
介在物指数が2以下となり、介在物除去効果が顕著であ
ることを示している。
【0012】同様に、図2(c)では、環状溝の断面ア
スペクト比(h/d)が0.7〜1.5の範囲で介在物
指数が2以下となり、介在物除去効果が顕著であること
を示している。
【0013】以上のことから、ノズル内壁の環状溝で溶
鋼流に適度の渦流を発生させ、溶鋼中の介在物の除去効
果を顕著にするためには、下記条件を満足させることが
好ましいと言える。
【0014】環状溝 段数数n:8以上 溝深さd:10〜15mm 比h/d:0.7〜1.5 ここで、hは環状溝幅で7〜15mm
【0015】
【実施例】
(実施例1)以下に本発明を図3に示す実施例に基づい
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3(a)において、4は取鍋で、転
炉(図示省略)で精錬された溶鋼5を収容し、連続鋳造
機のタンディッシュ6上に搬入されている。この取鍋4
にはストッパー7により開度調整されるノズル8が設け
られている。
【0016】9は水冷銅鋳型で、この鋳型内には、前記
タンディッシュ6に設けた浸漬ノズル10の先端部がこ
の鋳型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10は、図3(b)、(c)に示すよう
に、ノズル内壁に長さ方向に10列の環状溝11が形成
されている。
【0017】12は浸漬ノズルから鋳型への溶鋼注入量
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9からの鋳片15を垂直−湾曲−水平支持す
るものである。
【0018】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4内の溶鋼5は、ノズル8からタンデ
ィッシュ6に注入され、タンディッシュ6に注入された
溶鋼は、ノズル内壁に10列の環状溝11を形成した浸
漬ノズル10から、スライディングノズル12を介して
水冷銅鋳型9内に注入される。
【0019】このとき、浸漬ノズル10の環状溝11で
は、図3(c)に示すように、浸漬ノズル10内を通過
する溶鋼流に渦流5sを発生させ、環状溝11内に介在
物16を優先的に吸着して介在物の除去効率を高め、浸
漬ノズル10から吐出する溶鋼の清浄度を向上する。
【0020】また、介在物16は環状溝11で優先的に
吸着除去されるので、平滑なノズル内面10fに非対称
に付着することはなく、溶鋼の主流を確保し溶鋼流の非
対称化を回避するとともに、吐出孔10a,10b付近
での自励振動的な圧力変動をなくして、溶鋼流の偏流の
発生を防止できるので、溶鋼を水冷銅鋳型9内に一定し
た条件で注入し、鋳型内で均一な凝固シェル15sを生
成すさせることが可能となる。なお、水冷銅鋳型9内の
溶鋼面には潤滑パウダー17も供給されている。
【0021】この鋳型9に供給された溶鋼5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。
【0022】こうして、溶鋼中の介在物は、タンディッ
シュ6の浸漬ノズル10の内壁に存在する環状溝11に
よって吸着、除去され、鋳型9内には介在物16の極め
て少ない溶鋼が注入されるので、品質の良好な鋳片を鋳
造することができる。
【0023】また、この環状溝11は、タンディッシュ
6の浸漬ノズル10から水冷銅鋳型9への溶鋼注入に際
して偏流の発生を効果的に抑制できるので、特に鋳型内
での凝固シェル形成を一定の条件下で行うことができ、
品質の良好な鋳片を安定的に鋳造することができる。
【0024】(実施例2)前記の固定鋳型式連続鋳造機
において、外径160mm,内径80mm,長さ900mm,
吐出孔下端部側壁2孔ノズル(下向き30度)を用い、
鋳造速度2.0m/min で厚み250mm×幅1600mm
×20mの高炭素鋼のスラブ鋳片を,鋳造速度1.5m
/min で連続鋳造し、この鋳片からサンプルを切りだ
し、スライム抽出検査を行い、介在物量を調査するとと
もに、鋳片の凝固組織におけるホワイトバンド位置の変
動状況から、凝固シェル生成状況を調査した。その結果
を従来例、本発明の範囲の外である比較例とともに表2
に示す。
【0025】鋳造操業条件 鋼種:高炭素鋼(成分組成を表1に示す) 鋳造温度:1560℃ 浸漬ノズル 溶鋼注入量:400kg/sec
【0026】
【表1】
【0027】
【表2】
【0028】表2に示すように、本発明の実施例による
No1〜5においては、得られた鋳片中の介在物指数は、
いずれも2以下である。これは、浸漬ノズル内で介在物
の除去が効果的に行われたことを意味する。このことを
確認するために、使用済みの浸漬ノズルを解体して、介
在物、地金等の付着状況を調べた。
【0029】本発明の実施例での浸漬ノズルにおいて
は、ノズル内の平滑面には、地金を主体とする薄くて均
一な付着物の生成が認められ、環状溝内には、ほぼ全体
にわたってアルミナクラスター等の介在物を主体とする
付着物が認められた。
【0030】このように、ノズル内壁には、地金や介在
物を主体とする付着物が均一に生成していることから、
ノズル内を通過する溶鋼流には偏流の発生が微小で、鋳
片の凝固組織が安定して生成されたと考えられる。
【0031】これに対して、環状溝を有しない従来の浸
漬ノズルによる場合のNo10では、得られた鋳片の介在
物指数は、2.5と高かった。ここで、介在物指数=l
og10(40〜150μ径の介在物個数/kg)である。
【0032】また、使用済みの浸漬ノズを解体して介在
物、地金等の付着状況を調べた結果、ノズル内壁面に地
金を主体とする最大厚みが5mm程度の付着物が固まりと
なって、非対称に点在していた。このように、付着物が
固まりとなって点在するため、ノズル内を通過する溶鋼
流には顕著な偏流が生じ、鋳片の凝固組織に少なからず
影響を与えていたと考えられる。
【0033】また、本発明の範囲の外である浸漬ノズル
による場合の比較例No6〜9では、介在物指数は、従来
例に対して顕著な改善効果は認められなかった。
【0034】鋳片の凝固組織の観点では、本発明の実施
例によるNo1〜5においては、鋳片のホワイトバンドの
位置変動幅X(鋳片表面からホワイトバンドの中心線ま
での距離をC、この中心線からの最大変動幅を±Yとす
れば、X=Y/Cで表される。)が15%以下で、安定
した凝固組織を生成していた。これは、鋳型への溶鋼の
注入に際して、偏流の発生が抑制され、凝固シェルが安
定して生成されたことを意味している。
【0035】これに対して、環状溝を有しない浸漬ノズ
ルを用いた従来例によるNo10では、鋳片のホワイトバ
ンドの位置変動幅は20%以上と大きかった。これは、
鋳型への溶鋼注入に際して、偏流の発生が顕著で、凝固
シェルの生成が不安定であったことを意味している。
【0036】また、本発明の範囲の外であるNo6〜9で
は、ホワイトバンドの変動幅は、18%以上で、従来例
に対して改善効果が認められなかった。
【0037】なお、上記の例は、タンディッシュの浸漬
ノズルについてのものであるが、本発明は、これに限定
されるものではなく、取鍋のノズルにも適用しても同様
の効果が得られるもので、上記実施例の構造、条件に限
定されるものではない。
【0038】また、本発明は、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水平断面が円
形のノズルであれば適用可能である。したがって、本発
明の連続鋳造用ノズルの構造,寸法等の条件は、適用す
る連続鋳造機の構造、操業条件に応じて、前記手段の範
囲内で変更するものである。
【0039】
【発明の効果】本発明のノズルにおいては、ノズル内壁
に複数段の環状溝を設け、この溝内に介在物を優先的に
吸着させて介在物の除去効率を高めているため、ノズル
から吐出する溶鋼の清浄度を向上し、品質の良好な鋳片
を鋳造できる。介在物は、平滑なノズル内面に非対称に
付着することはなく、溶鋼の主流を確保して、溶鋼流の
非対称化を回避し、また、吐出孔付近での自励振動的な
圧力変動による偏流の発生を防止できるので、鋳型内凝
固シェルを安定的に生成させ、品質の良好な鋳片を鋳造
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)図は環状溝の性能評価実験において用い
られた連続鋳造用ノズルの側断面概要説明図、(b)図
は(a)図の平面概要説明図、(c)図は、(a)図の
環状溝近傍の断面拡大概要説明図。
【図2】環状溝の性能評価結果を示す説明図で、(a)
図は環状溝の段数と介在物指数との関係を示す説明図、
(b)図は環状溝の深さと介在物指数との関係を示す説
明図、(c)図は環状溝幅と環状溝深さの比と介在物指
数との関係を示す説明図。
【図3】本発明の実施例を示す説明図で、(a)図は孔
壁に複数列の環状溝を形成した連続鋳造用ノズルを用い
た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、(b)図は、(a)図の連続鋳造用ノズルの拡大側
断面概要説明図。(c)図は(b)図の平面概要説明
図、(d)図は、(a)図の環状溝近傍の断面拡大概要
説明図。
【図4】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 注入ノズル 2a,2b 吐出孔(2孔) 3 溝(環状) 4 取鍋 5 溶鋼 5s 渦流 6 タンディッシュ 7 ストッパー 8 取鍋ノズル 9 水冷銅鋳型 10 浸漬ノズル 10a,10b 吐出孔 10f ノズル内壁面 11 環状溝 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 潤滑パウダー

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ノズル内孔壁に、下記条件を満足する複
    数段の環状溝を形成したことを特徴とする鋼の連続鋳造
    用ノズル。 溝段数n:8以上 溝深さd:10mm以上 h/d:0.7〜1.5 ここで、hは溝幅で5mm以上
JP24627794A 1994-10-12 1994-10-12 鋼の連続鋳造用ノズル Withdrawn JPH08112656A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101966565A (zh) * 2010-10-21 2011-02-09 维苏威高级陶瓷(苏州)有限公司 连铸用阶梯式内壁浸入式水口
KR101141077B1 (ko) * 2011-10-13 2012-05-03 케이티롤주식회사 압연롤 주조용 용탕주입장치
CN104275480A (zh) * 2013-07-05 2015-01-14 苏州宝明高温陶瓷有限公司 浸入式水口

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