JPH0813405B2 - 鋳型への溶鋼注湯方法およびその装置 - Google Patents

鋳型への溶鋼注湯方法およびその装置

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JPH0813405B2
JPH0813405B2 JP14540388A JP14540388A JPH0813405B2 JP H0813405 B2 JPH0813405 B2 JP H0813405B2 JP 14540388 A JP14540388 A JP 14540388A JP 14540388 A JP14540388 A JP 14540388A JP H0813405 B2 JPH0813405 B2 JP H0813405B2
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研三 綾田
嘉和 二宮
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Kobe Steel Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/50Pouring-nozzles
    • B22D41/60Pouring-nozzles with heating or cooling means

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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、連続鋳造あるいは造塊において利用され
る、溶鋼容器から鋳型へ溶鋼を注湯する間の溶鋼注湯技
術に関するものである。
以下、本発明を理解し易くするために、主に連続鋳造
技術を主体に説明する。
〔従来の技術〕
従来、連続鋳造において、溶鋼容器から鋳型へ注湯さ
れる溶鋼容器内の溶鋼の過熱度(溶鋼温度−液相線温
度)が大きい(20℃以上)と、鋳造された鋳片の断面の
凝固組織が柱状晶になり易く、このように凝固組織が柱
状晶になると、鋳片中心部にキャビティや中心偏析等の
中心部欠陥が発生し易くなること、逆に溶鋼の過熱度が
小さい(0℃〜20℃)と、鋳片中心部に等軸晶が生成し
易く鋳片の品質上好ましいことが知られている。
〔発明が解決しようとする課題〕 このようなことから、近年、連続鋳造においては、溶
鋼容器、例えば取鍋やタンディシュ内の溶鋼の温度を低
く抑え、過熱度を小さくして鋳型へ注湯することが行わ
れているが、通常、溶鋼容器と鋳型との間には浸漬ノズ
ルが設けられ、また溶鋼容器から鋳型への溶鋼流量の制
御は、溶鋼容器の底部、浸漬ノズルに通じるノズル口の
直上に位置するストッパを上下して、ノズル口との間隔
を制御して行うか、あるいは、溶鋼容器のノズル出口と
浸漬ノズルとの間に設けられたスライドバルブの開閉量
を制御して行うかの方式であるため、上述の如く溶鋼温
度が低いと、ストッパとノズル口との間、あるいはスラ
イドバルブの開閉部において、溶鋼の凝固による詰まり
を生じ、鋳型への注湯が不可能になるトラブルが時々発
生する。
このような問題から、本発明者等は、上述のノズル詰
まりのトラブルを解消すると共に、上述の溶鋼の過熱度
を低くして鋳造し、得られた鋳片の等軸晶量と同じかあ
るいはそれ以上の等軸晶を有する鋳片が得られる溶鋼注
湯技術を開発すべく鋭意研究を行ったところ、溶鋼容器
内の溶鋼の過熱度を大きくとり、溶鋼流量制御以降鋳型
に至る間で過熱度を小さく制御して、溶鋼容器から鋳型
へ溶鋼を注湯する溶鋼注湯技術を完成するに至ったもの
である。
〔課題を解決するための手段〕
即ち、本発明の一つは、溶鋼容器から鋳型へ溶鋼を注
湯する間の注湯ノズルまたは注入管に膨出部を設けると
共に、この膨出部の壁部に冷却部を設け、且つ、膨出部
の外周に膨出部を囲繞する回転磁界コイルを設けて、こ
の膨出部の内部を通る溶鋼を、冷却しつつ回転させ、溶
鋼温度を下げると共に、溶鋼内に結晶核を生成して鋳型
へ注湯する鋳型への溶鋼注湯方法であり、また一つは、
溶鋼容器から鋳型へ溶鋼を注湯する間の注湯ノズルまた
は注入管に膨出部を設けると共に、この膨出部の外周壁
に副わせて冷却帯を設け、且つ、膨出部の外周に膨出部
を囲繞する回転磁界コイルを設けてなる鋳型への溶鋼注
湯装置である。
〔作用〕
取鍋やタンデッシュ等の溶鋼容器の注湯ノズル、また
は下注ぎ造塊で使用する注入管に膨出部を設け、この膨
出部で溶鋼を冷却して鋳型へ注湯する構成としているの
で、溶鋼容器内の溶鋼の過熱度を溶鋼容器内において小
さく制御しておく必要がなく、ノズル詰まりのトラブル
が生じない程度以上に管理されていればよく、しかも、
鋳型内での溶鋼の過熱度は小さくして鋳造することがで
きる。
またさらに、前記膨出部の外周には膨出部を囲繞して
回転磁界コイルを設け、膨出部内の溶鋼を膨出部の内周
壁に沿って回転攪拌しているので、前記冷却効果により
膨出部の内周壁面上に生成する凝固シェルの先端が、こ
の回転攪拌する溶鋼により切断されて結晶核になり、こ
の結晶核が溶鋼中に取り込まれ、その一部は溶鋼中に再
溶解して溶鋼の冷却効果を高める他、残りは主に鋳片内
での等軸晶核となる。
〔実施例〕
以下、本発明に係わる実施例を図面に基づいて説明す
る。
実施例1 第1図は、本発明に係わる鋳型への溶鋼注湯装置の断
面説明図、第2図は、第1図のI−I断面説明図であ
る。
図において、1はタンディッシュであって、その底部
にはノズル2が設けられると共に、タンディッシュ1の
外底部のノズル2の出口には、溶鋼流通孔3を有する上
下固定板4,6とその間の摺動板5とで構成されるスライ
ドバルブ7が密閉状態に固定されている。
8は浸漬ノズルであって、その中間には浸漬ノズル8
の内径の3倍の内径を有する膨出部9が設けられてい
る。そして、その膨出部9の外周鉄皮10とその内部の耐
火物11との間には冷却ガスの通路12が所定間隔で設けら
れると共に、その膨出部9の外周鉄皮10の上下端にはそ
れぞれ冷却ガスの流出口13および流入口14が設けられて
いる。そしてさらに、膨出部9の外周には間隔を置いて
回転磁界コイル15が設けられている 16は、連続鋳造に用いられるところの無底鋳型であ
る。
このように構成された鋳型への溶鋼注湯装置におい
て、常法によりタンディッシュ1に注湯され所定量溜め
られた溶鋼Aは、スライドバルブ7の上下固定板4,6と
の間で摺動板5が操作されて溶鋼流通孔3が開口される
と、浸漬ノズル8内を流下して鋳型16内へ注湯され、鋳
型16内では、鋳型壁で冷却されて凝固を始める。この
後、引き続き注湯されてくる溶鋼Aが鋳型16内で所定位
置に達すると、この所定位置を略維持しながら、凝固し
始めた鋳片から鋳型16の下方へさらに冷却しつつ引抜か
れ、鋳型16へは溶鋼Aが連続して注湯される。
このようにして鋳型16へ溶鋼Aが連続して注湯される
間、浸漬ノズル8の膨出部9を通る溶鋼Aは、膨出部9
に至ると下降流速が遅くなること、加えて膨出部9の内
周壁近傍の下降流速はより遅くなることから、冷却ガス
により冷却されている膨出部9の内周壁面により冷却さ
れ、その一部は膨出部9の内周壁面上で凝固シェル17を
生成すると同時に、膨出部9の外周に間隔を置いて設け
られた回転磁界コイル15の作用により溶鋼Aが回転攪拌
させられることから、生成する凝固シェル17の先端が回
転攪拌する溶鋼Aにより切断されて結晶核を生成すると
共に、この結晶核が溶鋼中に取り込まれる。そして、こ
の溶鋼中に取り込まれた結晶核は、一部は溶鋼中に再溶
解して溶鋼の冷却効果を高めるが、残りは溶鋼Aが鋳型
16内で凝固し鋳片となる際、等軸晶核となり内部品質の
良好な鋳片となる。
次に、上記鋳型への溶鋼注湯装置において、60Hz、2
極3相の回転磁界コイル(仕様:コイル空間中心で450
ガウス、最大回転流速200cm/s)を用いて、タンディッ
シュ内の過熱度40℃のS45C溶鋼を浸漬ノズルの膨出部で
冷却し、鋳造速度1.8m/minで鋳片寸法150mm角のビレッ
トを連続鋳造し、その間コイル中心の磁束密度を変化さ
せたところ、第3図に示す等軸晶率を有する鋳片が得ら
れ中心部欠陥が改善されていた。また、この鋳造中、ス
ライドバルブでの溶鋼詰まりを懸念することなく連続鋳
造し得た。
第3図において、回転磁界コイルの磁束密度が高くな
るにつれ、等軸晶率が高くなる理由は、回転磁界コイル
の磁束密度が高くなるにつれ、膨出部9内の溶鋼Aの回
転攪拌が強く行われるようになり、この分、凝固シェル
17の先端が切断されて生成する結晶核の量が増加するこ
とと、さらに回転攪拌により溶鋼Aから耐火物への熱移
動が促進されるためと推論される。
尚、第4図は得られた鋳片の断面組織を模式的に示し
た図であって、図において、aは等軸晶部分の厚さ、b
は鋳片の厚さを示し、上記等軸晶率はa/b×100%により
求めた。
実施例2 上記実施例1と同じ鋳型への溶鋼注湯装置を用いて、
タンディッシュ内の過熱度35℃のSUP6溶鋼を浸漬ノズル
の膨出部で冷却し、鋳造速度0.8m/minで鋳片寸法300×4
30mmのブルームを連続鋳造し、その間コイル中心の磁束
密度を変化させたところ、第5図に示す等軸晶率を有す
る鋳片が得られ中心部欠陥が改善されていた。また、こ
の鋳造中、スライドバルブでの溶鋼詰まりを何ら懸念す
ることなく連続鋳造し得た。
実施例3 第6図は、本発明に係わる鋳型への溶鋼注湯装置の別
の態様を示す断面説明図であって、この装置において
は、浸漬ノズル8の膨出部9における溶鋼流入口9aと溶
鋼流出口9bとを偏心させた構造の浸漬ノズル8を用いた
もので、その外は、実施例1に示す構成の鋳型への溶鋼
注湯装置と同じ構成からなるものであり、実施例1と略
同様の機能および作用効果を有するものである。
実施例4 第7図は、本発明に係わる鋳型への溶鋼注湯装置のさ
らに別の態様を示す断面説明図であって、この装置にお
いては、ノズル2がタンディッシュ1の下方側部に設け
られると共に、このノズル2の出口には、実施例1と同
構成のスライドバルブ7が水平状に密閉状態に固定され
ている。そしてさらに、このスライドバルブ7の出口に
は、水平部に膨出部9を有し、その先方がL字状に曲げ
られ、先端部が鋳型16に至る浸漬ノズル8が設けられて
いる。そして、このような構成の鋳型への溶鋼注湯装置
においても、実施例1と略同様の機能および作用効果を
有するものである。
また、この例においては、膨出部9を下方に大きく膨
出させ、これを溶鋼溜まりにして、回転磁界コイル15に
よる回転攪拌効率を向上させた使い方もできる。
実施例5 第8図は、本発明に係わる鋳型への溶鋼注湯装置を下
注ぎ造塊に使用した場合の態様を示す断面説明図であっ
て、この装置においては、注入管18に、実施例1の浸漬
ノズル8に構成したと略同構成の膨出部19と、この膨出
部19の外周に設けられた冷却帯20と、さらにこの冷却帯
20の外周に間隔を置いて設けられた回転磁界コイル21と
が設けられ、取鍋22から注湯された溶鋼Aは、膨出部19
において、実施例1の浸漬ノズル8の膨出部9内で受け
たと同様の作用を受け、溶鋼Aの過熱度を小さくされる
と同時に、多くの結晶核を含有して、湯道23を通って鋳
型24へ供給される。そして、この下注ぎ造塊により得ら
れたインゴットにおいては、従来殆ど見られなかった等
軸晶が形成され中心部欠陥が改善されていた。
〔発明の効果〕
上述した本発明によれば、溶鋼容器内の溶鋼の過熱度
を大きくとり得るので、ノズル詰まりのトラブルを懸念
すること無く鋳造ができる他、鋳型内へは溶鋼の過熱度
を低くして且つ等軸晶となる結晶核を生成して注湯し得
るので、鋳片の等軸晶量が多くなると共に、鋳片の中心
部欠陥が改善される利点を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係わる鋳型への溶鋼注湯装置の断面
説明図、第2図は、第1図のI−I断面説明図、第3図
および第5図は、コイル中心の磁束密度と鋳片内の等軸
晶率との関係を示す図、第4図は、鋳片の断面模式図、
第6図乃至第8図は、本発明に係わる鋳型への溶鋼注湯
装置の別の態様を示す断面説明図である。 1…タンディッシュ、2…ノズル 3…溶鋼流通孔、4,6…固定板 5…摺動板、7…スライドバルブ 8…浸漬ノズル、9,19…膨出部 9a…溶鋼流入口、9b…溶鋼流出口 10…外周鉄皮、11…耐火物 12…冷却ガスの通路、13…冷却ガスの流出口 14…冷却ガスの流入口 15,21…回転磁界コイル 16,24…鋳型、17…凝固シェル 18…注入管、20…冷却帯 22…取鍋、23…湯道 A…溶鋼

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】溶鋼容器から鋳型へ溶鋼を注湯する間の注
    湯ノズルまたは注入管に膨出部を設けると共に、この膨
    出部の壁部に冷却部を設け、且つ、膨出部の外周に膨出
    部を囲繞する回転磁界コイルを設けて、この膨出部の内
    部を通る溶鋼を、冷却しつつ回転攪拌させ、溶鋼温度を
    下げると共に、溶鋼内に結晶核を生成して鋳型へ注湯す
    ることを特徴とする鋳型への溶鋼注湯方法
  2. 【請求項2】溶鋼容器から鋳型へ溶鋼を注湯する間の注
    湯ノズルまたは注入管に膨出部を設けると共に、この膨
    出部の外周壁に副わせて冷却帯を設け、且つ、膨出部の
    外周に膨出部を囲繞する回転磁界コイルを設けてなるこ
    とを特徴とする鋳型への溶鋼注湯装置
JP14540388A 1988-06-13 1988-06-13 鋳型への溶鋼注湯方法およびその装置 Expired - Lifetime JPH0813405B2 (ja)

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JP4475292B2 (ja) * 2007-05-14 2010-06-09 住友金属工業株式会社 溶融金属の連続鋳造用浸漬ノズルおよびそれを用いた連続鋳造方法

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