JPS58361A - 溶融金属鋳造用ノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は連袂鋳造装置、主として薄型鋼片高速連続鋳造
における、モールドに溶鋼を注入する際に使用する溶融
金属鋳造用ノズルに関する。

従来鋼の連袂鋳造においてはタンディツシュよりモール
ドへの鋳込方法が綱片の鋼質に大きな影響を与えると考
えられており、このためノズルの長さをモールドの場面
下まで延長させた鋳造用ノズルが使用され、これにより
落下時点での溶鋼の空気酸化や空気巻き込みを防止して
鋳込む方法が通常であった。最近では更に鋳造工程から
できる限り薄型の鋼片を鋳造しようと考え、いかに均質
、均厚、かつ圧延された鋼板表面の疵をなくすかが課題
となって来ている。

鋼質や鋼片厚みの不均一や鋼板表面の疵になる原因は、
鋳造用ノズルを経てモールドへ鋳込まれる時から、更に
凝固しはじめた綱片（凝固シェル）を引抜く間に発生す
るであろうと考えられるが、その大きな原因は溶鋼注入
時の流速にあると見ることができる。つまり連続鋳造に
おいては常にある一定の速度で鋼片が引抜かれるのであ
るが溶鋼中の非金属介在物がモールド中の注入流に攪拌
作用があるため分離する機会は少なく、そのため比較的
大きな非金属介在物までも凝固途中のシェルにつかまり
、これが圧延された時に表面疵となる。

しかもモールド内の鋳造用ノズルの溶鋼注入流は中央部
と側隅部においては摩擦抵抗により流速が５％　すって
いる。つまり側隅部は滞留による凝固が促進されやすく
、中央Ｓは流速が大きく高温のまま深くはいりこむ傾向
があるため凝固が遅れがちとなって、凝固レベルの差が
大きくなりまた凝固シェルの厚みにむらができる、しか
も非金属介在物の拡散が均一でないため綱質も均一にな
らないことになる。それは連袂鋳造による均一、均厚、
そして疵のない綱板ん得るためにはどうしても解決しな
ければならない問題である。そこでモールド内の中央部
も側隅部も同一の流速で注入され攪拌作用を均一にする
ことにより、均質な綱片で綱片中央部のふくらみ、表面
皮の破壊による溶出損、鋼板の疵の発生等をおさえる必
要がある。特に鋳造される鋼片の断面が薄（なるにつれ
て部分的凝固時期のずれに伴う調厚、鋼質の不均一化は
顕著かつ不可避となってきた。これに対処するものとし
て特開昭４９−３９５２４号、実公昭５２−２１３０３
号等ですでに公知の、即ち上部が円筒形、底部が長方形
の断面形状となっていて鋳型の長手方向に対して平均化
して注入されるために溶鋼撹乱運動が極めて少なくして
、非金属介在物は均一に分布されかつ表面となる場面近
傍の非金属介在物の集積を少なくして疵の発生を防止す
ることを目的とした形状の連袂鋳造浸漬ノズルがある。

例えば特開昭４９−３９５２４号の浸漬ノズル（５ｏ）
は第３図（本明細書の添附図面の第１図。）に示すよう
な形状を有しており、これによって上記目的を達するこ
とができるとしている。。しかし、同形状ではいまだ流
速が中央部（Ａ）と両側部（Ｂ）、（Ｂ）とではモール
ド壁より受ける摩擦抵抗の影響により両側部（Ｂ）、　
　（Ｂ）付近で滞留がおこり中央部（Ａ）の溶鋼流速が
大となってモールド内に深く入り込み、薄く長い凝固シ
ェルとなってそのまま引抜いたのでは中央部はまだよく
凝固していないため表皮が敗れて溶鋼の流出、中央部の
ふくらみ、よじれ等の発生により均一な厚みの綱片を得
られないという問題があった。

本発明は上記のような問題を解決するために創作された
もので、その目的は主としてｌｌ型鋼片高速連続綽鋳造
対処しうる溶融金属鋳造用ノズルであって、堅牢にして
モールド内にｔＳ綱が注入される場合の中央部と側隅部
との流速の不均一性を緩和、滞留の防止、溶鋼の均一な
攪拌による鋼質の均質化を可能にさせようとしたもので
、鋳造しようとする綱片形状に合わせたモールド型と注
入孔部が同じ断面或いはそれに近い形状の鋳造用ノズル
の溶＃ｌ／１ｌＸｉＩ孔内に整流体を配設し部分的な溶
鋼の滞留、凝固がなく、シール性を持たせることでモー
ルドでの溶鋼の空気酸化をなくし、不活性気体の吹込み
で非金属介在物析出を防止することにより均質で鋼板表
面に現われる疵の原因を取除き、歩留の向上をはかるこ
とができるとともに鋳造速度の増大により生産性の向上
もはがろうとするものである。

本発明は少なくとも溶鋼流通孔の先端部が扁平またはそ
れに近い形状を有する溶融金属鋳造用ノズルの該流通孔
内に整流体を配設したことを特徴とする整流体を有する
溶融金属鋳造用ノズルに係るものである。

以下、添附図面に示す実施例に基いて本発明に係る整流
体を有する溶融金属鋳造用ノズルを具体的に説明する。

第１実施例； ＠２図に本実施例に係る鋳造用ノズルが示されており、
第２ａ図は長方形ノズル（１）内に整流体（３）を設け
たもので、中央部（Ａ）の流速を整流体（３）により弱
め、側面部（Ｂ）流速との調和をはかったものである。

第２ｂ図は上部溶鋼流出孔（４）がらモールド（２）内
に流入した溶鋼を−＠１１流体（３）に衝突させて中央
部（Ａ）の流速をやわらげるとともに流れ方向を変化さ
せ、攪拌による均質と各部分の流速の平均化を図ったも
のである。この場合その内部に溶鋼が充満して使用され
ることが望ましいが、シール性が失なわれて内部に液面
が生ずる場合には、その上層の空間に空気が混入しない
ように不活性ガスを吹込んでおくとよい。又その伏動を
考えた整流体（３）の位置は空中で溶鋼を受けることの
ない方が望ましい。（特にノズル内に線面が出来た場合
中央部分の流速が速（なる）なお、整流端の断面形状は
本実施例の偏心円、台形に限らず円形、正方形、長方形
、凹面板等その他溶鋼流速の平均化、攪拌による均質化
をはかりうるものであれば、いかなる形状でも良い。又
ノズル（１）の外、内断面形状は長方形に限らず楕円又
はそれに近い形状であれば良いことは言うまでもない。

第２実施例； 第３図に本実施例に係る鋳造ノズルが示されており、図
示するように複数の整流体を用いたものである。第３ａ
図は上部溶鋼流出孔も長方形ノズルｆｌ）の接続部と同
形の細長い形状にして、溶鋼流を受ける複数個の整流体
（３）をノズル（１）の溶鋼流通孔の長辺部たる側壁に
配設させたもので、各整流体（３）に一旦ん綱がぶつか
り流速を弱めるとともに攪拌されて側周の滞留をもなく
してモールド内に流下させたものである。

第３ｂ図は従来よりある上部溶鋼流出孔と同じ円形の接
続部で、溶鋼流通孔が末広がりになり先端部がモールド
内に嵌合可能としたもので、溶鋼流通孔長辺部たる側壁
に興った形状の整流体（３）（３１）を配設させた。こ
の形状における溶鋼流通孔内の側面部は特に滞留がおこ
りやすい箇所であるがこれらの整流体によって流速は分
散されて平均化する。

尚、上記の整流体（３）の断面形状はこの例に限らず、
平板、正方形、台形、逆三角形等その他溶鋼流速の平均
化、攪拌による均質化をはかりうるものであれば良い。

第３実施例及び第４実施例； 第４図と第５図に各々本発明に係る鋳造ノズルの第３実
施例と第４実施例が示されており、以下に両実施例の構
成についてまず述べれば、第３実施例； 本実施例は上記第４図に示すように長方形ノズルの溶鋼
流通孔長辺部たる側壁に複数の整流体（３）の配設及び
壁面から流通孔内に向けて多孔質体（５）（又は細孔）
を埋設させたもので、多孔質体（５）は各整流体の下位
部と、１部整流体やや上方に複数配置する構成からなる
ものである。

第４実施例； 本実施例は上記第５図に示すように上記第３実施例の場
合とは整流体（３）及び多孔質体（５）の配置を変えた
もので、長辺部壁面からの整流体（３）と短辺部壁面突
出の整流体（３１°）で流速分散と各所におこる滞留部
をなくした。又、中央部整流体（３）の底面部に多孔質
体（５）更にその下位置に細孔部（６）を複数個、突出
整流体（３”）内部埋設のスリン）及び下位置の細孔部
（６）を配設した構成よりなるものである。

上記の第３．第４実施例においては整流体（３）表面は
速い流速にさらされる部分と、はとんど流れがない部分
とがあり、特に流れがない部分の近傍において溶鋼の凝
固や非金属介在物の析出をおさえるもので、例えば整流
体（３）の下側には滞留が発生し溶鋼の凝固が起ること
が多いし、単なる側面は流れが層流で単調になりやすく
非金属介在物析出や溶鋼の凝固が発生しやすい。又整流
体（３）上面にも時として滞留が起る場合も考えて上面
への気体吹込部を設けることも必要とすることもある。

短辺部突出贅流体は第４実施例のみに示しであるが、鉛
直な内側壁を長く有する場合溶鋼の流れがこれに沿う時
、攪拌が不十分となって局部的温度降下を招きやすい。

そこで、長く上下に継続して単調な降下をさせずに、こ
れを故意に撹乱して内部を降下する溶鋼と混和する事が
望ましいので第１、第２．第３実施例に於ても短辺部突
出整流体を必要に応じて設けると良い。

第５実施例； 第６図に本発明に係る鋳造用ノズルの第５実施例が示さ
れており、本実施例は同綽造用ノズルをスライディング
ノズル装置（以下ｒＳＮ装置」とする）に適用した場合
に関するものである。

三枚式ＳＮ装置の下部固定プレート（９）に対し接触面
にシーリング部（８）を持った鋳造用ノズル（１）は整
流体を長辺部壁面の中央部に鉛直に２１所、更に短辺部
壁面に突出整流体（３”）を相対的に！組下付整流体よ
り上方に配設して流速撹乱調整を行うものである。本例
においてはＳＮ装置下端と接続部をガスシールする図を
示したが、本来鋳造用ノズル（１）内が気密性を保って
いれば必要はない。

溶鋼が自由落下すると気相との接触が大きくなり鋼質の
維持が困難となるためＳＮ装置で流量制限された溶鋼が
ノズル１１）内に充満していることが望ましいが、ノズ
ル〈′１）内に気相が出来た場合を考えＳＮ装置と接触
する部分をガスシールして鋼質の変化を防ぐものである
。又、各所から不活性ガスの吹込みを行うに際しては気
泡が浮上し流れとともにモールド（２）内にまで流下す
ることが望ましく、そのために気泡径を十分小さくなる
よう多孔質体の性状や細孔の構造、寸法に配慮する必要
がある。

ガスシールの場所については内部からではなく接続部外
側からでもよい。なおＱＯＩはガス供給管である。

第６実施例； 第７図に本発明に係る鋳造用ノズルの第６実施例が示さ
れており、本実施例の鋳造用ノズルは先端に扁平部を有
し底面部所面形状が異形のノズルであり、例えばＨ型鋼
片の鋳造用ノズルを示すものである。

上部接続部分は円形若しくは楕円形であり、先端が注入
するＨ型モールドの形状に合った鋳造用ノズル全長の中
間より下側位置でＨの横棒にあたる狭間部（１１）に溶
鋼が流下していった時、それを受けて左右の長辺部（１
２）に散らすための整流体（３）を狭間部（１１）の一
部を遮断するように設けられている。更に分散していっ
た溶鋼流を受けて長辺部両隅にも流れを行かせるための
突出整梳体（３”）を狭間部（１１）整流体（３）より
下位位置で長辺部壁面中央に設けたものでなる。

これら整流体の形状は狭間部（１１）で溶鋼流を２分さ
せ左右長辺部の下位配設の突出整流体で更に長辺隅部に
も満場無くゆきわたるようにするとともに溶鋼の滞留を
なくし局部的凝固をおこさせないような形状や配設位置
も勘案して、家型、三角形、逆三角形、横楕円、凹面板
、正方形等積々の形を組合せて用いるとよい。

以上のように本発明に係る鋳造用ノズルは下記効果を奏
することができる。

（１）流通孔内に整流体を配設したことにより鋳造用ノ
ズル及びモールド内における中央部と側隅部の流速が均
一化され部分的な溶鋼の滞留や凝固がなくなる。

（２）上記の整流体により溶鋼が適度に攪拌されるので
溶鋼中の非金属介在物も均一にモールド内にて拡散され
、鋼板表面の疵の発生を防止できる。

（３）鋳造用ノズル上部の接続部を不活性ガスでシーリ
ングすることにより溶鋼の酸化を防止でき、ひいては鋼
質の変化を防ぐことができる。

（４）不活性気体を鋳造用ノズル溶鋼流通孔内の細孔部
または多孔質体より吹込むことにより非金属介在物析出
を防止し、鋼板表面に発生する疵をなくすことができ、
また歩留の向上を計ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の浸漬ノズル構造を示す構造図、第２図、
第４図、第５図、第６図は本発明に係る鋳造用ノズルを
示す側断面図、第３図は同側断面図、及び平面図、第７
図は第６実施例の鋳造用ノズルの切欠斜視図及び底面図
でアル。 （１）　　鋳造用ノズル （２）　　モールド （３）　　整流体 特許出願人　黒崎窯業株式会社 代　理　人　　伊　東　守　忠（ほか１名）第　　ｌ　
　図 Ａ 第２凶 第３図 （ａ）　　　　　（ｂ） 第４図　　　　　　第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＋１１少なくとも溶鋼流通孔の先端部が扁平またはそれ
   に近い形状を有する溶融金属鋳造用ノズルの該流通孔内
   に整流体を配設したことを特徴とする整流体を有する溶
   融金属鋳造用ノズル。 （２）溶鋼流通孔内及び又はノズル上部の接続部分に不
   活性気体を吹込むための多孔質体もしくは細孔を配設し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項にかかる整流
   体を有する溶融金属鋳造用ノズル。