JPH08192253A - 広幅薄鋳片連続鋳造時の給湯方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 広幅薄鋳片を連続鋳造する時の給湯方法であ
る。ただ１つの吐出孔１ａを有し、その吐出孔１ａが鋳
型２の短辺と対向するように２本の浸漬ノズル１を並列
配置する。これら２本の浸漬ノズル１を介して鋳型２内
に溶鋼を供給する。 【効果】 広幅薄鋳片を連続鋳造する際の給湯時に、吐
出流速や鋳型短辺への衝突流速を低減して、パウダーの
巻き込み等を防止して安定操業を可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、広幅薄鋳片を連続鋳造
する際の給湯方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、精錬技術や鋳造技術の著しい進歩
により品質性状の良好な鋳片の製造が容易化したこと
や、省力，省エネルギ思想の高まり等を背景にして熱間
圧延工程の大幅な省略や、熱間圧延を施すことなく溶鋼
から直接的かつ連続的に薄板材を製造しようとする試み
が比較的融点の低い非金属ばかりでなく鉄系金属にまで
行われるようになってきた。

【０００３】この薄鋳片を連続的に鋳造する手段とし
て、これまで以下のような方法が提案されている。 ベルト式壁面移動モールドを使用した連続鋳造法。 異形断面モールドを使用した連続鋳造法（ＳＭＳ方
式）。 双ロール式連続鋳造法。

【０００４】しかしながら、のベルト式連続鋳造法
は、ベルト冷却の困難さによってメンテナンス費用やラ
ンニングコストが高くなるという問題の他に、配設に大
きな困難性を伴いがちな浸漬ノズルによる断気鋳造を行
わないと表面品質を維持することが非常に難しいという
問題がある。

【０００５】また、の異形断面モールドを使用した連
続鋳造法では、漸次ではあるが鋳型内の断面積を減少さ
せるために鋳型内面と鋳片表面との間に大きな摩擦力が
生じ、この摩擦抵抗によって鋳型内面が激しく摩耗し鋳
型の寿命が短くなるという問題点が指摘されている。ま
た、の双ロール式連続鋳造法では、未凝固部でのロー
ル圧下時に溶鋼の流動が激しく介在物の浮上分離が困難
なことや、偏析が生じ易いという問題がある。

【０００６】このように、従来の薄鋳片連続鋳造法は、
いずれの方法も十分に満足できる品質の薄鋳片を良好な
作業性の下で安定製造するという観点からは未解決な問
題が多く、特に鉄系金属薄板材の工業的製造において熱
間圧延を伴う従来法に代替えし得るほどの域に達してい
ないのが実情であった。

【０００７】特に、薄鋳片の連続鋳造法にあっては鋳型
内への給湯方法が最大の問題点であり、これに関して種
々の提案がなされている。目的別に整理すると、 複数ノズルによる給湯（例えば特開昭５５−１２６
３５５号，特開平１−２９３９４２号） 偏平ノズルによる給湯（例えば特開昭５８−７４２
５８号，特開昭６０−１２２６４号，特開昭６０−１３
０４５６号，特開昭６２−１９７２５２号，特開昭６２
−２９２２５５号）

【０００８】しかしながら、の例えば２孔ノズルを２
本併置する方法では、２孔ノズルを１本で給湯する従来
方法に比べて鋳型内の流動状況は明らかに異なる。すな
わち、２孔ノズルを２本併置した場合における鋳型短辺
と対向する外側の吐出孔は、１本のノズルで給湯する場
合と比較して鋳型短辺に近いので、短辺側へ吐出された
溶鋼の上昇流が大きくなってパウダーを巻き込み易くな
る。また、２本併置したノズルのそれぞれ内側の吐出孔
から吐出する溶鋼流は鋳型の幅方向中央で衝突し、場合
によってはお互いに相殺しあって流速が低下し、溶鋼温
度の低下を招いてパウダーの滓化不良を引き起こし易く
なる。

【０００９】また、の偏平ノズルによる給湯は、全て
ストレートノズルによる給湯であるから、高速鋳造時に
は介在物が深く侵入して清浄性に問題が残る。そのた
め、浸漬ノズル内に抵抗となる工夫を施して吐出流速を
低下させ、侵入深さを低減しようとしている。また、偏
平ノズルを使用すると鋳型と浸漬ノズル間の間隔の狭い
領域が増えて溶鋼の流動が停滞しやすくなり、湯面凝固
やパウダーの滓化不良等の問題が発生する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、広幅薄鋳片
を製造するに際し、鋳型の短辺長さを直接目標とする鋳
片の厚みとする鋳造方法では、鋳型内に溶鋼を注入する
１本の浸漬ノズルは通常の浸漬ノズルと同じ円筒形状を
採ることができず、吐出孔の幅が２０〜３０ｍｍと狭く
なるので、安定した給湯ができないという問題がある。
つまり、通常の浸漬ノズルよりも薄肉，広幅化する必要
から放熱面積が大きくなって必然的に溶鋼が通過する領
域、すなわち吐出孔の幅が狭くなるので、ノズル詰まり
が起こって片流れが発生し易くなる。片流れが発生する
と湯面変動やパウダー巻き込み等が発生し易くなり、鋳
片品質の劣化をもたらす。

【００１１】また、特に広幅鋳片への低流量給湯時に浸
漬ノズルからの吐出流が短辺近傍まで至らず、湯面の凝
固が発生してパウダーの滓化不良や浸漬ノズルの切損等
の問題が起こり易くなる。

【００１２】本発明は、上記した従来の問題点に鑑みて
なされたものであり、広幅薄鋳片を連続鋳造する際の給
湯時に、吐出流速や鋳型短辺への衝突流速を低減し、パ
ウダーの巻き込み等を防止して安定操業を可能とする広
幅薄鋳片連続鋳造時の給湯方法を提供することを目的と
している。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明の広幅薄鋳片連続鋳造時の給湯方法は、
ただ１つの吐出孔を有し、その吐出孔が鋳型短辺と対向
するように並列配置した２本の浸漬ノズルを介して鋳型
内に溶鋼を供給することとしているのである。

【００１４】

【作用】本発明の広幅薄鋳片連続鋳造時の給湯方法は、
本発明者等の推定を以下の水モデル実験等で確認するこ
とで成立した。先ず、従来の下部側壁に２つの吐出孔を
開設した、外形が１５０ｍｍ×４０ｍｍの偏平形状の浸
漬ノズルを用いて、厚さ５０ｍｍ×幅２０００ｍｍの寸
法の薄鋳片を５．０ｍ／分の速度で鋳造したところ、特
に鋳造開始時に鋳型短辺近傍の湯面に凝固シェルが発
生，発達し、パウダーの滓化不良を起こして潤滑不足に
陥った。

【００１５】そこで、本発明者等は水モデルを用いて鋳
型内の流速を測定したところ、上記した従来の条件では
鋳型短辺近傍の流速が５ｃｍ／秒未満に低下しているこ
とが判明した。これより、鋳型短辺近傍の流速は５ｃｍ
／秒以上に保つ必要があることが判った。

【００１６】一方、逆に鋳型短辺近傍の流速が大きすぎ
てもパウダーの巻き込みが発生して清浄性を損なうこと
は良く知られている。同様な水モデル結果より、この限
界流速は２０ｃｍ／秒程度であることが判明し、鋳型短
辺近傍の流速を５〜２０ｃｍ／秒の範囲内に制御すれば
良いことを知見した。

【００１７】ところで、広幅薄鋳片の連続鋳造において
は、短辺近傍における流速の低下が問題となるので、本
発明ではただ１つの吐出孔を有した２本の浸漬ノズル
を、その吐出孔が鋳型短辺と対向するように並列配置し
て使用する。そして、これら浸漬ノズルと鋳型短辺の位
置関係を幅１０００ｍｍの狭幅鋳片の鋳造時と同様にし
て水モデル実験をしたところ、短辺近傍でも十分な流速
が得られることが判明した。この際、問題となるのは並
列配置する２本の浸漬ノズル間の湯流れであるが、水モ
デルで観察する限りでは１本の浸漬ノズルを用いて給湯
した場合と同様な湯流れ状況が再現された。従って、２
本の浸漬ノズルを用いた給湯であっても特に大きな問題
の発生は考えられない。

【００１８】以上の水モデルの実験結果を基に、図２
（ａ）〜（ｃ）に示すように、下部側壁に吐出孔１ａを
ただ１つ開設した浸漬ノズル１や、図２（ｄ）に示すよ
うに、下端に設けた吐出孔１ａを湾曲させて斜め下方に
流出するようにした浸漬ノズル１を、図１に示すよう
に、鋳型２の幅方向に対称でかつそれぞれの吐出孔１ａ
が鋳型２の短辺に向くように２本、短辺から２００〜４
００ｍｍの位置に並列配置して鋳造を行ったところ、短
辺近傍の湯面に凝固シェル３の発生はなく、またパウダ
ー４の滓化不良も発生せず、安定した鋳造が可能となっ
た。また、それぞれの浸漬ノズルにおけるスライディン
グノズルの開度も２つの吐出孔を有する浸漬ノズルを１
本だけ配置した従来方法の場合の約１／２となり、ノズ
ル詰まりや開度アップによる制御性の低下等の操業不安
定性が抑制された。なお、鋳造後に浸漬ノズルを確認し
た結果によれば、浸漬ノズル内の角度をつけた部分の溶
損が大きいことが判明した。従って、溶損防止の観点か
らは、図２の（ａ）より（ｂ）、（ｂ）より（ｃ）、
（ｃ）より（ｄ）に示した形状の浸漬ノズルの方がより
効果的である。

【００１９】すなわち、本発明に係る広幅薄鋳片連続鋳
造時の給湯方法は、ただ１つ吐出孔１ａを有し、その吐
出孔１ａが鋳型２の短辺と対向するように並列配置した
２本の浸漬ノズル１を介して鋳型２内に溶鋼を供給する
ものであり、従来の２つの吐出孔を設けた浸漬ノズルに
比べて吐出孔１ａの大きさを十分確保できるのでアルミ
ナ等の閉塞によるノズル詰まりが抑制でき、また、２本
の浸漬ノズル１を鋳型２内に並列配置するので、鋳型２
の幅方向のいずれの位置でも適切な流速が得られて湯面
は適正な温度に保たれ、湯面の凝固やパウダーの滓化不
良が発生しない。

【００２０】なお、本発明に係る広幅薄鋳片連続鋳造時
の給湯方法に使用する浸漬ノズル１の吐出孔１ａの形状
は、例えば図２（ｅ）に示すような矩形状に限らず、楕
円状や涙滴状等その形は問わない。また、吐出孔１ａの
吐出角度αも、図２（ａ）〜（ｄ）に示したものは下向
きに３０〜４５°のものを示したが、これに限らない。
本発明者等の水モデル実験によれば、上向き１０°〜下
向き６０°の範囲であれば好ましい結果が得られてい
る。また、並列配置する浸漬ノズル１間の距離は製造す
る鋳片幅に大きく依存するが、３００〜６００ｍｍの範
囲内で鋳型短辺からの距離が２００〜４００ｍｍとなる
ような距離とした場合に好ましい結果が得られた。ま
た、本発明方法適用時における浸漬ノズル１の浸漬深さ
は特に限定するものではないが、１００〜４００ｍｍの
時に好ましい結果が得られた。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の広幅薄鋳片連続鋳造時の給湯
方法を実施例に基づいて説明する。 〔実施例１〕２ストランドの湾曲型連続鋳造機におい
て、下記表１に示す化学成分の低炭素アルミキルド鋼を
５．０ｍ／分の速度で鋳造し、厚さ５０ｍｍ，幅２００
０ｍｍの広幅薄鋳片を製造した。

【００２２】

【表１】 単位：重量％

【００２３】本実施例では２ストランドの湾曲型連続鋳
造機の１ストランド側で、図２（ａ）に示す形状の浸漬
ノズル（吐出角度：下向き４５°）を２本、鋳型の短辺
から２００ｍｍの距離を存して配置して本発明方法によ
り給湯した。また、比較として２ストランド側で２つの
吐出孔を有する浸漬ノズルを１本配置した従来方法で給
湯した。

【００２４】鋳造初期における鋳造速度が１．０ｍ／分
の低速時に２ストランド側では湯面凝固が発生し、オペ
レータが鋳型内の溶鋼を攪拌して鋳造を継続したが、パ
ウダーの巻き込みが激しくて品質の劣化が大きく、オー
ダー外れとなった。これに対して本発明方法を適用した
１ストランド側では、湯面凝固は発生せず低速時におい
ても安定した鋳造が可能であった。

【００２５】また、鋳造速度が５．０ｍ／分の定常部に
おいても、２ストランド側では特に短辺近傍の５０〜１
００ｍｍ部分で湯面の凝固が発生してパウダーの滓化不
良が引き起こされ、図３に示すように、鋳片に表面欠陥
が多発した。これに対して本発明方法を適用した１スト
ランド側では、定常部においても安定した鋳造が可能で
あった。

【００２６】また、スライディングノズルの開度は、２
ストランド側では鋳造量の増加に伴ってノズル詰まりが
発生したので、図４に示すように、８０〜９０％と増加
の一途をたどり最後には制御性が非常に悪くなった。こ
れに対して本発明方法を適用した１ストランド側では、
スライディングノズルの開度は約半分の４０〜５０％程
度で安定しており、鋳造末期においても制御性を損なう
ことなく鋳造を完了できた。

【００２７】〔実施例２〕実施例１と同様の鋳造条件で
低炭素鋼を５．０ｍ／分で鋳造した。１ストランド側に
は図２（ｄ）に示した浸漬ノズル（吐出角度：下向き４
５°）を適用し、従来法の２ストランド側と比較した。
スライディングノズルの開度の経時変化を図５に示す
が、本発明方法を適用した１ストランド側の開度は鋳造
末期においても４０％程度と安定していることが判る。
図４に示す実施例１の１ストランド側の開度と比較して
も、実施例２の１ストランド側の開度の方が安定してい
る。鋳造終了後の浸漬ノズルの観察結果から、吐出孔付
近の詰まり状況は実施例２に使用した図２（ｄ）に示し
た浸漬ノズルの方が詰まりが少なく、上記した結果を裏
付けていた。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の広幅薄鋳
片連続鋳造時の給湯方法によれば、吐出孔の大きさを十
分確保できるので、ノズル詰まりが抑制できる。また、
鋳型幅方向のいずれの位置でも適切な流速が得られて湯
面は適正な温度に保たれるので、湯面の凝固やパウダー
の滓化不良が発生しない。すなわち、本発明方法によれ
ば広幅薄鋳片連続鋳造時に適切な給湯が可能となるの
で、薄鋳片を安定して製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の広幅薄鋳片連続鋳造時の給湯方法の概
念図である。

【図２】本発明の広幅薄鋳片連続鋳造時の給湯方法に使
用する浸漬ノズルの説明図で、（ａ）〜（ｄ）は吐出孔
部の種々の形状を示した実施例図、（ｅ）は吐出孔形状
の一例を示した図である。

【図３】鋳片の表面性状におよぼす本発明法の効果を示
す図である。

【図４】スライディングノズルの開度におよぼす実施例
１の本発明法の効果を示す図である。

【図５】スライディングノズルの開度におよぼす実施例
２の本発明法の効果を示す図である。

【符号の説明】

１ 浸漬ノズル １ａ 吐出孔 ２ 鋳型

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 広幅薄鋳片を連続鋳造する時の給湯方法
   であって、ただ１つの吐出孔を有し、その吐出孔が鋳型
   短辺と対向するように並列配置した２本の浸漬ノズルを
   介して鋳型内に溶鋼を供給することを特徴とする広幅薄
   鋳片連続鋳造時の給湯方法。