JPS6188948A - タンデイシユの流体流動制御構造 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は一般に１４等の熔融金属の連続ストランド鋳造
に用いる装置に関し、さらに具体的にはタンディシュ内
の熔融金属流を制御する構造を有するタンディシュに関
する。

（従来の技術及び発明が解決しようとする問題点） 連続ストランド鋳造においては、溶融金属は取鍋（し−
ドル）からタンディシュに注入され、タンディシュは複
数個の出口開口部をもち、そこから複数本の溶融金属ス
トランドが流れ出し、その各々のストランドは鋳型に鋳
込まれ、ストランドは鋳型内を通るにつれて凝固する。

タンディシュから流出する各ストランドは、実質的に品
質が均一的で、かつ介在物不純物の含有量が最小限であ
ることが望ましい。これには、タンディシュの各出口開
口部から流出する溶融金属が、タンディシュ内で実質的
には同じ量だけ混合され、タンディシュ内での滞留時間
が基本的に同じであり、さらに溶融金属から介在物不純
物を必要な程度除去するのに足るスラッギング（ｓｌａ
ｇｇｉｎｇ）を受ける必要がある。

介在物不純物は、タンディシュ内の熔融金属の表面にス
ラグカバーを浮かべ、溶融金属そのものが混合しない状
態で熔融金属をスラブカバーに一定のあいだ接触させる
ことによって、タンディシュ内で取り除く。これは。

以下にさらに詳しく説明するように、熔融金属のいわゆ
る「プラグフロー（ｐｌｕｇ　ｆｌｏｗ）　Ｊを行うこ
とによっｔ達成することができる。

熔融金属が出口開口部までプラグフローする前に、ある
程度の量の混合操作を行うことが望ましいが、これはタ
ンディシュの数々の出口開口部を通って流出する金属の
組成を均一化するのに役立つからである。

さらにタンディシュ内の熔融金属の不動帯域、即ち、混
合も起きず、プラグフローも存在しない領域を最小限に
抑えることが望ましい。不動帯域が望ましくないのは、
熔融金属は、これらの領域において、はとんどあるいは
全く混合を行わないからであり、さらにタンディシュ内
でのスカル形成（金属の固化分）の原因となるためであ
る。

本発明が改良しようと意図する一般型のタンディシュは
、細長いものであり、さらに実質的にタンディシュの縦
方向に配置された一対の側壁と、側壁の間に各々横方向
に延びる一対の相対する端壁から成る。タンディシュは
、底部と、実質的に開放したタンディシュ頂部を有する
。タンディシュ底部は、複数個の熔融金属出口開口部を
備え、それらは全てタンディシュ端壁の間に縦方向に一
列に並ぶ。

ある種のタンディシュでは、一対の内側出口開口部と一
対の外側出口開口部とがあり、外側開口部の列の開口部
は全て互いに等間隔に設ける。

溶融金属は、取鍋から取鍋ノズルを通ってタンディシュ
の底部に向けられ、−列に並んだ出口開口部から横方向
に間隔を置き且つ各端壁からかなりの距離を置いた位置
、典型的には向き合った端壁の中間にある取鍋ノズル流
衝撃位置に向けられる。溶融金属は、前述の位置で取鍋
底部に突き当たり、そこから取鍋底部に沿ってタンディ
シュの別の場所に流動する。

溶融金属は、タンディシュ底部の全ての出口開口部から
ストランドとして流出し、凝固鋳型を通過する。しかし
、上記のような型のタンディシュでは、内側の一対の出
口開口部から流出する熔融金属の品質は、外側の一対の
出口開口部から流出する熔融金属の品質とは異なったも
のとなり、これは望ましいことではない。さらに、上記
のような型のタンディシュを使用する場合には、かなり
の容積の溶融金属の不動帯域が生じる。別の欠点とし・
では、内側ストランドの流れの品質が悪く。

流れの乱れの一形態であるｒロッピング（ｒｏｐｉｎｇ
）　Ｊを相当な程度生じることが挙げられる。

ロッピングを起こした流れは、ロッピングを起こしてい
ない流れよりも周りの大気に暴露される表面が多くなり
、それによって流れの酸化感受性が高まり、さらに溶融
金属を「汚す（ｄｉｒｔｉｅｒ）　Ｊので、ロソピング
は望ましいものではない。

前パラグラフで述べた欠点は、熔融金属が内側出口開口
部に短絡すること、および内側出口開口部に流れるプラ
グフローの部分が比較的に低容積であることに原因する
。プラグフローとは、混合を行う場所からプラグとして
流れて出口開口部に至る熔融金属（あるいは流体）であ
る。これは配管内を流れるようなフローである。理想的
なプラグフローをする熔融金属は、混合を行ったり、あ
るいはプラグフロー内で乱れを起こさないものである。

その結果、介在物は、その溶融金属から出てタンディシ
ュの熔融金属槽の頂部にあるスラグカバー内に溜まる。

内部で混合が起きる溶融金属においては、これは起こり
得ない。

内側出口開口部に向かうプラグフロー量は比較的に小さ
いので、絶対量の点でも、外側出口開口部対に向かうプ
ラグフロー量と比較しても、内側の一対の出口開口部を
通って出る熔融金属の介在物のスラッギングは、望まし
いレベルを下回るだけではなく、また、外側の一対の出
口開口部を通って出る溶融金属において生じるスラッギ
ングよりも少ない。

（問題点を解決するための手段） 上記の型のタンディシュに伴う欠点および短所は１本発
明に従って製造されたタンディシュにおいては、大幅に
低減されるか又は場合によっては完全に解消される。

本発明によると、タンディシュには、取鍋ノズル流衝撃
位置と一列の出口開口部との間に、タンディシュ底部か
ら上方に延びる細長いダムを設ける。このダムは、タン
ディシュの二つの端壁の間に縦方向に伸びるものであり
、さらにこのダムは、一対の相対する端部を有し、その
各々はタンディシュの６ｇ１２から間隔を保つ。細長い
ダムは、内側出口開口部を通って流出する熔融金属のタ
ンディシュ内での滞留時間と、外側出口開口部を通って
流出する溶融金属の滞留時間を実質的に同じにする。細
長いダムは、溶融金属が内側出口開口部に短絡するのを
防ぎ、内側出口開口部を通って流出する溶融金属のタン
ディシュ内での滞留時間を高めるごとによって、溶融金
属内の介在物不純物のタンディシュの熔融金属の頂部に
あるスラグ層へのρき出しを増加させる。細長いダムは
さらに、内側出口開口部を通ってタンディシュから流出
する溶融金属のプラグフロー容積率を実質的に高め、そ
れによ、って介在物不純物の浮出しを促進する。

細長いダムのパラメーターは、内側および外側の双方の
出口開口部を通ってタンディシュから流出する熔融金属
のフロー特性を最適なものとするために１本発明に従っ
て制御してもよい。

細長いダムに伴う追加フロー制御構造物を設けて、タン
ディシュ内の溶融金属の不動帯域の容積率を低減するこ
とができる。

細長いダムはきらに、内側出口から流出する溶融金属の
流れに起こるロソピングを取り除く。

その他の特徴および利点は、請求の範囲に述べかつ開示
した構造に備わったものであり。

当業者にとっては、添付した略図とともに下記の詳細な
説明から明らかであろう。

（実施例） 第１図は１本発明の実施態様に従った流体フロー制御構
造を備えたタンディシュの略平面図であり。

第２図は、第１図の２−２の線に沿って切断した拡大部
分断面図であり。

第２ａ図は、第２図に示した構造の一部の１変形を示し
た部分断面図であり。

第３図は、第１図の３−３の線に沿って切断した断面図
であり。

第４図は１本発明に従った別の実施態様の略平面図であ
り。

第５図は、第４図の５−５の線に沿って切断した断面図
であり。

第６図は　本発明に従ったさらに別の実施態様の縮小路
平面図であり５さらに 第７図は９本発明に従ったさらに別の実施態様の縮小路
平面図である。

最初に第１図から第３図までを参照するが。

一般に１０で示すものは１本発明の実施態様に従った流
体フロー制御構造を備えたタンディシュの一実施態様で
ある。タンディシュ１０は細長く、かつ実質的にタンデ
ィシュの縦方向に配置される一対の側壁ＩＬ　１２と、
側壁１１゜１２の間に横方向に配置される一対の相対す
る端壁１７．　＋８から成る。

側壁１２は、中央側壁部１３と、タンディシュの端壁１
７．１８からそれぞれ側壁Ｉ２の中央部Ｉ３に向かって
伸びる一対の端部１４．１５から成る。

側壁１２が、基本的にデルタ形のクンディシュ部分とな
るものの外形を定める。

タンディシュ１０はさらに、底部１９と開放した頂部２
０から成る（第３図）。タンディシュの底部１９は、二
対の熔融金属出口開口部、すなわち内側の一対の出口開
口部２２．２３および外側の一対の出口開口部２４．２
５を備える。全ての出口開口部２２〜２５は、端壁１７
．１８の間に縦方向に一列に並ぶ。出口開口部２２〜２
５は全て、実質的に同じ直径である。第３図の２７は。

取鍋のノズルすなわち噴出口であり１　この噴出口２７
を通ってタンディシュ底部１９の取鍋ノズル流ｆｉ撃位
置２８に向かう熔融金属を制するためのものである（第
１図）。衝撃位置２８は通常は、−列となった出口開口
部２３〜２５から横方向に間隔を保ち、さらに端壁１７
と１８（あるいはそれらの横方向の延長部）の間に、各
端壁からかなりの距離を置いて配置する。

細長いダム３０は、取鍋ノズル流衝撃位置２８と一列の
出口開口部２３〜２５の間のタンディシュ底部１９から
上方に延びる。ダム３０は、端壁１７、１８の間に縦方
向に゛延び、一対の相対する端部３４．３５を持ち、そ
の各々はそれぞれ端壁１７、１８との間に間隔を保つ。

ダム３０はさらに。

頂部表面３１と、タンディシュ側壁１１．１２にそれぞ
れ面する一対のダム側壁３２．３３から成る。

第３図に示すように、ダム３０はタンディシュ底部１９
からある高さまで上方に延びるが。

この高さはダムの一方の端部３４からもう一方の端ｇＩ
Ｓ３５まで実質的に均一である。

タンディシュの全ての壁１１．１２および１７゜１８は
、タンディシュ底部１９から、前以て定めた均一の高さ
まで上方に延びる。ダム３０の相対的な寸法の幾つかの
例と、タンディシュの１０の特定の部分について、以下
に説明する。

ダム３０は、タンディシュ底部１９から、実質的にタン
ディシュ壁の前以て定めた高さの１７２を下回る最大の
高さまで上方に延びる。望ましくは、ダムの最大高さは
、タンディシュ壁の高さのほぼ２５〜３５％とする。

２つの内側出口開口部２２．２３はそれぞれ。

互いに縦方向に間隔を保ち、さらに各々の出口開口部は
、タンディシュ１０の縦方向の中間位置を境としてそれ
ぞれ相対する側に、実質的にもう一方の内側出口開口部
から中間位置までの距離と同じ距離を置いて配置する。

ダム３０は、内側出口開口部２２．２３のそれぞれの中
心線の間の距離よりも長いが、外側の一対の出口開口部
２４．１５の間の距離よりもずっと短い。望ましくは１
　ダム３０は、内側出口開口部２２．２３の縦方向に最
も外側に当たる部分５１゜５２の間の距離よりも余り大
きくない長さとする。

それぞれの外側出口開口部２４あるいは２５さ。

最も近い内側出口開口部２２あるいは２３の間の中心か
ら中心までの距離は、実質的に一対の内側出口開口部２
２．２３の間の距離と同じである。ダム３０の長さは、
隣接する出口開口部２４゜２２、あるいは２２．２３．
あるいは２３．２５の間の距離の１５０％よりも短い。

望ましくは、ダム３０は、内αり出口開口ｇＩ！２２．
２３の中心線の間の距離のほぼ１２０％〜１３５％とす
る。

ダム３０の幅は、ダムの中心線と一列の出口開口部２２
〜２５の中心線の間の距離よりもずっと短い一列の出口
開口部は、ダム３０と側壁１１の間に配置する一列の出
口開口部の中心線と側壁１１の間の横方向の最大距離は
、−列の出口開口部の中心線と別の側壁１２の間の横方
向の最大距離よりも短い。第１図から第３図に示す実施
態様において、もう一方の側壁１２までの距離は、　０
ｔｌｌ壁１２の中央部１３において最大となる。ダム３
０の中心線と一列の出口開口部２２〜２５の中心線の間
の距離は、−列の出口開口部の中心線と側留１１の間の
横方向の距離よりも短い。

タンディシュ底部１９には中心領域３８があり。

この中心領域は１両側辺が側壁１１とダム３０によって
定まり、さらに中心領域３８の相対する端部は内側出口
開口部２２．２３によって定まる。

今ここに説明しようとするタイプのフロー制御構造物が
存在しない場合には、この領域は。

実質的には溶融金属のフローが存在しない領域となり、
それは望ましくない。従って、中心領域３８の大部分は
、望ましくは一体式フロー制御構造物３９で占めるもの
とし、この構造物はタンディシュ底部１９から上方に延
び、ダム３０と側壁１１の双方に接し、さらに内側出口
開口部２２．２３の各々との間に間隔を保つ。フロー制
御構造物３９は、領域３８のタンディシュ底部１９に接
する溶融金属の不動フロー量を低減する。第１図から第
３図に示す実施態様においては、一体式フロー制御構造
物３９は、ダム３０に隣接する内側層４０．内側層４０
に隣接する中間層４１．および側壁１１に隣接する外側
層４２から成る。

既に述べたように、ダム３０の最大高さは１側壁１１の
高さよりもずっと低い。一体式フロー制御構造物３９は
、側壁１１からダム３０まで徐々に高さが高くなってい
くが、フロー制御構造物３９の最大の高さは、どこでも
ダム３０の高さを下回り、これによって、構造物３９が
ダム３０に隣接するダム３０のどの位置においても。

構造物はダム３０の高さを下回る。第１図から第３図に
示す実施態様においては、フロー制御構造物３９の高さ
は、側壁１１からダム３０にかけて段階的に徐々に高く
なるが、この高さは。

側壁１１からダム３０にかけて一定の傾きで次第に高く
してもよい。

一体式フロー制御構造３９は、タンディシュ１０の縦方
向に、側壁１１からダム３０にかけて徐々に大きくなる
寸法を有する。第１図から第３図に示す実施態様におい
ては、この寸法の増加は、外側層４２から内側Ｍ４０に
かけて３段階的に増加するが、一体式構造物３９は、タ
ンディシュの側壁１１からダム３０にかけて、直線状に
広がる側壁を有するようにすることもできる。

別の実施態様においては、中心領域３８は。

フロー制御構造物３９のように高さと縦方向の寸法が徐
々に変化するのではなく、全ての方向の寸法が変化しな
い（例えば直方体）一体式フロー制御構造物ロックによ
って大部分を占めてもよい。あるいは、中央領域３８の
フロー制御構造物は、高さを一定とし且つ縦方向を変化
させるか、あるいはその逆にしてもよい。

一体式フロー制御構造物３９は、ダム３０の測面３３に
対して加わる流体圧力に対してダム３０を支え、さらに
タンディシュ底部の領域３８の不動帯域の量を低減する
。

ダム３０は、（ａ）　　内側出口開口部２２．２３を通
って流出する溶融金属のタンディシュ内での滞留時間と
、（ｂ）外側出口２４．２５を通って流出する溶融金属
の滞留時間を同じにずろ。

これによって、溶融金属が内側出口開口部２２゜２３に
短絡するのを防ぎ、それに伴う欠点が生じないようにす
る。ダム３０を備えていないタンディシュ１０では、こ
のような短絡が発生ずる。ダム３０はさらに、ダム３０
を用いないタンディシュに比べると、内側出口開口部２
２．２３を通ってタンディシュ１０から出る溶融金属の
滞留時間をかなり長＜シ、それによって介在物不純物の
溶融金属がタンディシュ１０の熔融金属の頂部のスラグ
層へ浮きだす量を増す。

ダム３０は、ダム３０を用いないタンディシュに比べて
１内側出ロ開ロ部２２．２３を通ってタンディシュ１０
から出る溶融金属のプラグフロー量分をおおいに増やす
ことによって、前述の介在物不純物の浮き出しを促進す
る。

第１図から第３図に示す実施態様において。

タンディシュ１０の底部１９に注入パッド４３を設ける
が、このパッドはダム３０と側壁１２の間に。

側壁１２の中央部Ｉ３の位置に設ける。注入パッド４３
は、取鍋ノズル２７から流出する流体流Ｖ」の（ｈ撃を
吸収し、タンディシュ底部１９の摩耗を防ぐ。

第２図に示した実施態様の一変形を第２ａ図に示す。こ
の変形においては、ダム３０ａは。

底部から頂部にかけて先細り、すなわち、ダムの底部か
ら頂部にかけて幅が約２５％減少する。この実施態様に
おいては、フロー制御構造物３９は、ダムの先細りに適
合するように。

傾斜した表面６０ａをもつ内部層４０ａを含み。

この層は先細りのダム３０ａの斜面３２ａに接する。同
様に、注入バッド４３ａは、ダムの先細りに適合するよ
うに、ｐｉ！斜した端部６１ａを持ち、この端部はダム
３０ａの傾斜面３３ａに接する。ダム３０ａの先細り部
と隣接する（頃斜面６０ａおよび６１ａは共同して、模
を打ち込む構造を形成し、これによってダム３０ａを所
定の位置に保持し、さらにタンディシュ内の熔融金属の
作用によってダムが浮き上がるのをよく防ぐ。

第４図および第５図は別の実施態様を示すが、この実施
！３様においては、タンディシュは基本的には第１図か
ら第３図に示した実施態様のタンディシュ１０と同じで
ある。第４図および第５図に示す実施態様と、第１図か
ら第３図に示す実施態様の基本的な相違は、第４図と第
５図の実施態様のダム４４にある。ダム４４は、ダムの
中央に集まり、■字形のダムを形成する２つの上面４５
．４６をもつ。他の点では、このダムは、基本的には第
１図から第３図の実施態様のダム３０と同じである。

第１図から第３図、および第４図と第５図に示すタンデ
ィシュの実施態様は、平面図においては、いわゆるデル
タ形をしている。本発明によるタンディシュのその他の
実施態様は、平面図を長方形としてもよ（（第６図のタ
ンディシュ４７）、あるいは平面図を丁字形としてもよ
い（第７図タンディシュ４８）。後者の場合の取鍋ノズ
ル流衝突位置２８は、タンディシュ４８の一部を形成す
る付属部４９内にある。

これら全ての実施態様において、タンディシュ１０１種
々のダムおよびその他のフロー制御構造物は、耐火性材
料で構成する。タンディシュ１０は、鋼製の外殻２１（
第２図）を有する。

以下に示す表は２本発明による流体フロー制御構造物を
用いるタンディシュと、このような流体フロー制御構造
物を持たないタンディシュとの流体の流れの特徴を比較
したものである。これらの表に示したデータは、商用製
鋼に実地に使用する商用寸法のタンディシュのほぼ１／
３の大きさの実験室規模の模型から得たものである。こ
の結果を得るのに用いた流体は、熔融金属ではなく水で
あったが。

（１）水と　（２）熔融金属の動粘性率が類似している
ので、得られた結果は熔融鋼に当てはまるものである。

第１表は、ダム３０と、タンディシュの中央領域３８に
一体式フロー制御構造物を備えたタンディシュ１０につ
いて得たデータである。第１表に示すデータは、不動帯
域３８の一体式フロー制御構造物が第１図から第３図の
実施態様の３９に図示したものと幾分か異なる実施例の
ものであり、第１表のデータに示した一体式フロー制御
構造は、徐々に大きくなる高さと幅を持たず、全体を通
して均一の高さと幅を持つものである。

第■表は、細長いダム３０を備えてはいるが。

領域３８に一体式フロー制御構造物を備えていないタン
ディシュＩＯを用いて得たデータを示す。第■表は、Ｖ
字型の上面を持つダム４４を有し且つ中央領域３８に一
体式フロー制御構造物を持たない第４図および第５図の
実施態様を用いて得たデータを示す。第■表は、ダムあ
るいはその他のフロー制御構造物を持たないタンディシ
ュ１０を用いて得たデータを示す。

タンディシュ１０の縮尺模型のミリメートル単位で表し
たおおよその寸法は、４つの表金てにおいて同じであり
、以下の通りである。

・側壁１１の長さ　　　　　　　　　　１９００・端壁
１７．１８の幅　　　　　　　　　１６５・側壁１２の
中央部１３の幅　　　　　　３５７・高さ　　　　　　
　　　　　　　　　　２５４・側壁１２の部分的な長さ
： 中央部１３　　　　　　　　　　　３０５ｍ１１４．１
５　　　　　　　　　　８１３・隣接する出口開口部間
２４−２２゜ ２２−２３及び２３−２５の各距離 （中心間距離）５５７ ・外側出口開口部２４或いは２５の 中心と隣接する端壁１７或いは １８との距離　　　　　　　　　　　　１０６・側壁１
１から一列の出口開口部 ２２〜２５の中心線までの距離　　　　　９４・側壁１
２の中央部１３から一列の 出口開口部２２〜２５の中心線までの距離・側壁１２の
中央部１３から取鍋ノズ ル衝撃位置までの距離　　　　　　　８９・外側出口開
口部２２〜２５の直径　　　　　９第Ｔ表および第Ｈ表
に得られたデータに関連して使用した縮尺模型のダム３
０のミリメートル単位で表したおおよその寸法とその他
の関連する寸法を以下に示す。

・ダム３０の長さ　　　　　　　　　　　　７１トダム
３０の幅　　　　　　　　　　　　　２５・ダム３０の
高さ　　　　　　　　　　　　６８・タンディシュ側壁
１１からダム 側壁３２までの距離　　　　　　　　　１４７・タンデ
ィシュ側壁１２の中央部 １３からダム側壁３３までの距離　　　１８４・ダム３
０の縫方向の中心線から。

−列の出口開口部の中心線ま での距離　　　　　　　　　　　　　６４・取鍋ノズル
衝突位置２８から ダム側壁３３までの距離　　　　　　　９５・ダム側壁
３４或いは３５が隣接す る内側出口開口部２２或いは２３ の中心を越えて延びる距離　　　　　７６第１表に得た
データに関連して用いた領域３８の縮尺模型の一体式フ
ロー制御構造物のミリメートル単位で表したおおよその
寸法および第１表に示した実施態様に関連するその他の
寸法を以下に示す。

・領域３８の構造物のタンディシュ １０の縦方向の寸法　　　　　　　　　２２９・領域３
８の構造物のタンディシュ １０の横方向の寸法（ダム側壁３２ からタンディシュ側壁１１まで）１４７・領域３８の構
造物の高さ　　　　　　　５１・注入パッド４３のタン
ディシュ１０ の縦方向の寸法　　　　　　　　　　１５２・注入パッ
ド４３のタンディシュ１０ の１ｉｆｔ方向の寸法（ダム側壁３３からタンディシュ
側壁１２の中央部 １３まで）１８４ ・注入パッド４３の厚み　　　　　　　　１３第■表に
得たデータに関連して用いられた縮尺模型の■字形の′
ダム４４０ミリメートル単位で表したおおよそ寸法は、
およびその他の関連する寸法は、以下に述べるものを除
いて上記のダム３０と同じである。

・端壁３４．３５の高さ　　　　　　　　　　６８・Ｖ
の中央の高さ　　　　　　　　　　２３第１表から第■
表に示すデータに関連するその他のパラメータおよび条
件を以下Ｇこ示す。

・クンディシュ１０の液体のレベル　　２１２ｍｍ・出
口開口部の流体の流Ｅ？ｔ　　　１４．２　ｋｇ／分各
表において３秒で表した滞留時間は、クンディシュに流
す流体（水）に染料を加えＺ〕ことによって測定した。

最小滞留時間は、取鍋ノズル２７からの取鍋流に染料を
注入した後に、この染料がタンディシュから流出するス
トランドに現れるまでに要する時間を表す。

最大滞留時間は、タンディシュから流出するストランド
の色レベルが最高になる時の時間を示す。最大滞留時間
および最低滞留時間は。

いずれも熔融鋼システムで介在物が浮上分離する程度に
最大の直接相関があるので重要である。各表において、
ｒ液中の深さＪは、取鍋ノズル２７のタンディシュ内の
液体の液面以下の深さを示し、この液面は、第３図およ
び第５図の５０に図示する。ｒＶｏｌ、　Ｐｒａｃ、　
Ｊは。

容積率である。

最小　最大　平均　プラグ　混合　不動Ｒｅｓ、　　Ｒ
ｅｓ、　　Ｒｅｓ、　　Ｆｌｏｗ　　　Ｆｌｏｗ　　帯
域Ｔｉｍｅ　　Ｔｉｍｅ　　Ｔｉｍｅ　　Ｖｏｌ、　　
　Ｖｏｌ、　　Ｖｏｌ。

５ｔｒａｎｄｓ　　（Ｓ）　　（Ｓ）　　　（Ｓ）　　
　Ｆｒａｃ、　　　Ｆｒａｃ、Ｆｒａｃ。

内側　　２１．６　７９．８　３２３．２　０．０４９
　０．６８１　０．２７１外側　　１９．７　５３．０
　３２０．５　０．０４４　０．６７９　０．２７７中
間の液中深さ：６３０式−− 内側　　２６．８　８０．３　３０９．６　０．０６Ｑ
　　０．６３．８　０．３０１外側　　２２．３　５５
．６　２９８．５　０．０５０　０．６２３　０．３２
６深い　　７　　：　　］００１．６ｍ ｍ内側　１７．５　７３．８　２９９．４　０．０３９
　０．６３６　０．３２４外側　　２２．５　８８．２
　３０６．０　０．０５１　０．６４０　０．３０９最
小　最大　平均　プラグ　混合　不動Ｒｅｓ、　　Ｒｅ
ｓ、　　Ｒｅｓ、　　Ｆｌｏｗ　　　Ｆｌｏｗ　　帯域
Ｔｉｍｅ　　Ｔｉｍｅ　　Ｔｉｍｅ　　Ｖｏｌ、　　　
Ｖ’ｏ１．　　Ｖｏｌ。

５ｔｒａｎｄｐ　　（Ｓ）　　（Ｓ）　　　（Ｓ）　　
　Ｆｒａｃ、　　　Ｆｒａｃ、Ｆｒａｃ。

内側　　２３．３　７８．５　２７２．３　０．０５１
　０．５５０　０．３９９外側　　２９．３　６１．７
　２９３．９　０．０６５　０．５８４　０．３５１中
間の液中深さ：　　６３．５ｍｍ 内側　　１８．５　６３゜７　３４４．８　０．０４１
　０．７２０　０．２３９外側　　１７．４　５２．７
　３２２．２　０．０３８　０．６７３　０．２８９深
い液中深さ：　　１０１．６　ｍｍ 内側　　２４．２　６４．２　２６３．２　０．０５３
　０．５２８　０．４１９外側　　２９．９　６０．３
２６４．２　０．０６６　０．５＋７　０．４１７最小
　最大　平均　プラグ　混合　不動Ｒｅｓ、　　Ｒｅｓ
、　　Ｒｅｓ、　　Ｆｌｏｗ　　　Ｆｌｏｗ　　帯域Ｔ
ｉｍｅ　　Ｔｉｍｅ　　Ｔｉｍｅ　　Ｖｏｌ、　　　Ｖ
ｏｗ、　　Ｖｏｌ。

５ｔｒａｎｄｓ　　（Ｓ）　　（Ｓ）　　　（Ｓ）　　
　Ｆｒａｃ、　　　Ｆｒａｃ、Ｆｒａｃ。

内側　　２５．０　７５．６　２７３．７　０．０５５
　０．５４９　０．３９６外Ｉ１１　　３９．４１３３
．４　３３６．４　０．０８７　０．６５６　０．２５
７中間の液中深さ：　　６３．５ｍｍ 内側　　１８．６　７２．７　２７８．１　０．０４１
　０．５７３　０．３８６外側　　３１．６１４１．８
　３３７．５　０．０７０　０．６’７５　０．２５５
深い液中深さ：　　１０１．６　ｍｍ 内側　　２２．２　４８．８　２９０．１　０．０４９
　０．５９１　０．３６０外側　　３５．３　８７．９
　３３５．３　０．０７８　０．６６２　０．２６０第
■表 フロー制御装置を用いない１旺 最小　最大　平均　プラグ　混合　不動Ｒｅｓ、　　Ｒ
ｅｓ、　　Ｒｅｓ、　　ＦＩｏ＋ｖ　　　Ｆｌｏｗ　　
帯域Ｔｉｍｅ　　Ｔｉｍｅ　　Ｔｉｍｅ　　Ｖｏｌ、　
　　Ｖｏｌ、　　Ｖｏｌ。

５ｔｒａｎｄｓ　　（Ｓ）　　（ジー　（Ｓ）　　　Ｆ
ｒａｃ、　　　Ｆｒａｃ、Ｆｒａｃ。

浅い液中深さ７　２５．４韮 内側　　１０．９　３８．１　２８８．０　０．０２４
　０．６０６　０．３７０外側　　２４．８　９８．４
　３６０．３　０．０５４　０．７３４　０．２１２中
間の液中深さ：　　６３．５ｍｍ 内側　　５．５　３１．１　２６５．９　０．０１２　
０．５７０　０．４１８外側　　２４．１１１１．２　
３４７．０　０．０５３　０．７０６　０．２４１深い
液中深さ：　　１０１．６　ｍｍ 内側　　４．７　２２．０　３０８．２　０．０１０　
０．６６４　０．３２６外側　　２５．０１１１．０　
３４７．５　０．０５５　０．７０６　０．２４０第■
表のデータは、タンディシュ内にフロー制御構造物を備
えない場合は、内側および外側ストランドの最小滞留時
間が示すように。

大量の流体が内側ストランドに短絡することを示してい
る。さらに、最大滞留時間および平均滞留時間も、内側
および外側ストランド間の大きな相違を示している。フ
ロー状態のこれらの相違は、実際の製造時に起きた場合
には、内１則および外側ストランドから得られる鋼の品
質に大きな相違をもたらすであろう。

第■表においては、内側ストランドにはほとんどプラグ
フロー容積はなく、外側ストランドにわずかにあるのみ
である。プラグフロー容積は、介在物の浮上分Ｆｉｌｔ
に究めて重要である。内側および外側ストランドの双方
に。

かなりの不動容積がある。

第■表においては、ノズルの深さの調節は。

外側ストランドのフロー状態にはほとんど変化を起こさ
ないが、内側ストランドに得られる不動容積量にははわ
ずかに影響を及ぼす。

後者のケースにおいて、不動容積の量は、中間の液中深
さにおいて最大になることがわかる。

さて次にＶ字形の縦方向のダムに関する第■表について
述べる。このフロー制御装置の利用によって、フロー制
御装置を利用しない場合と比べると（第■表）１内側ス
トランドへの短絡量を低減し、内側ストランドと外側ス
トランドの間の滞留時間の差異を短縮し。

さらにタンディシュのプラグフロー量を増加させる。得
られた不動容積の量は制御装置を用いない場合よりもわ
ずかに多くなっており。

かつタンディシュ内の最小滞留時間は大幅に増加してい
る。全体として、これらの要素はタンディシュ全体の容
積の利用を改善するものであり、さらに鋼の品質と、ス
トランド間の一貫性を高めるものである。

第■表において、ノズルの浸漬深さを変えることによっ
ては、流れの滞留時間あるいはプラグ、混合および不動
容積はほとんど変化していない。各ストランドからの流
れの品質は、この実施態様においては極めて良好であっ
た。

第Ｈ表（まっすぐな段方向のダムだけ）に関しては、滞
留時間データは、このＦＲ成が内側と外側ストランドの
間にほとんど等しい挙動をもたらすことを示している。

内側および外側ストランドの各々の最小、最大および平
均滞留時間は、全て非常に近接している。これをＶ字形
の縦方向のダム（第■表）の場合の内側ストランドと外
側ストランドの間の滞留時間の差異と比較したところ、
まっすくなダムの結果のほうが優れているように思われ
る。内側ストランドの最小滞留時間は、フロー制御装置
を用いていないタンディシュ（第■表を参照のこと）で
得られるものよりもずっと長い。

第■表に示すように、ノズル深さの変化は。

滞留時間、およびプラグ、混合および不動帯域の個々の
容積に著しい影響を及はした。入口ノズルの中間液中深
さは、不り」容積を最小にするが、最小滞留時間をも低
減する。浅い液中深さあるいは深い液中深さは、似通っ
た滞留時間と個々の容積率をもたらす傾向にある。全体
として１　この縦方向のダムを利用することによって、
第■表および第■表の実施態様と比較すると、内側スト
ランドと外側ストランドの間の挙動がより均一になり、
且つ滞留時間が長くなり、タンディシュ内の容積の利用
が改善される。内側ストランドと外側ストランドの間の
均一な挙動は、冶金学的に大きな利点を生みだすもので
ある。

第■表のタンディシュのある領域は、フローに関して比
較的に「不動ｊである。これは第■表に示した個々の容
積率に示されており。

これら容積率は、はとんどの場合において大きな不動容
積が内側ストランドと外側ストランドの双方に存在する
ことを示している。まっすぐな縦方向のダムを用いた場
合にタンディシュ内に存在する不動帯域をさらに明確に
確認するために、染料トレーサ試験（タンディシュの様
々な場所に直接に染料を置く）を実施した。これらの試
験の結果、中央不動帯３８が確認された。加えて、タン
ディシュの最端部１７．１８に隣接する領域は、非常に
流れのゆっくりした領域である。

まっすぐの縦方向のダムを備え且つ中央不動帯域３８を
塞いだ実施態様によって得られる滞留時間とフローの個
々の容積率を第１表に示す。第■表に示した実施態様と
比較したところ、タンディシュの前の中央不動帯域（す
なわち３８）は大幅に減少する。実際、２つの内側出口
開口部２２．２３の間の領域は、非常に流れの活発な帯
域である。液体はタンディシュのこの領域から急速に押
し流されて、流れが極めて乱れた取鍋ＹＲ衝撃帯域に流
入する。

タンディシュ中央領域全体は、非常によく混合された領
域であり、タンディシュに追加を行うのに理想的な領域
である。

タンディシュ内には、タンディシュの端部１７、１８の
近くに不動容積が幾分か存在するが。

この構成のフロー制御装置（第１表）に関連する不動容
積の総量は、まっすぐな縦方向のダムだけを用いた場合
（第■表）に得られるものよりも一般的に少ない。加え
て、はとんど・の場合において、不動容積量は、フロー
制御装置を用いない場合に得られる量を下回る。

第１表の滞留時間のデータは、内側ストランドと外側ス
トランドの流れの挙動が、ノズルの液中の深さのいずれ
のレベルについても非常に似通っていることを示してい
る。

まっすぐな縦方向のダムを用い且つ不動帯域３８を塞い
だ場合、あるいはこれと似通ったフロー制御装置（第１
図から第３図の３９）を使用すると、試験を行った構成
のなかで、全体的に最高の流れの挙動が得られ、さらに
タンディシュに冶金学的に望ましい性能をもたらすもの
と思われる。

短いあるいは長いまっすぐな縦方向のダムを使用した場
合にタンディシュ内の流れの挙動に及ぼす影響を解明す
るために試験を行った。第一の場合、ダムを約１０１　
ｍｍ延長して８１２　ｍｍの長さとし、第二の場合は、
ダムの長さは、同じ量だけ短くして６１０ｍｍ　とした
。ダムの高さと位置は、以前に用いたものと同じであっ
た。この結果は、第１図の実施態様において、ダムの長
さを大幅に長くしたり、短くすることは望ましくないこ
とを示している。

ダムの長さを長くすると、不動容積量が増し且つ全体の
滞留時間が短縮する。さらに、ダムの長さを短くすると
、内側ストランドと外側ストランドの各流れの挙動の差
異が大きくなる。第１図の実施態様の縮尺１／３の模型
において、ダム３０は、長さが約７１１ｍｍであるが。

例えば６６９ｍｍから７５２ｍｍの範囲とすることもで
きる。

取鍋ノズル流衝撃位置２８がタンディシュ側壁１２ある
いはダム３０のいずれかの方向に移動した場合に、どの
ように流れの挙動が影響を受けるかを解明するためにさ
らに試験を行った。これらの試験において、衝撃位置２
８は。

縮尺模型上で第１図に示した通常の位置、即ち、側壁中
央部１３から約８９ｍｍの位置からダＪ・の方向に約３
８ｍｍ移動させるか、あるいは同様の距離だけ側壁１２
の方に移動させた。試験の結果は、取鍋流をダムに近づ
けると、タンディシュ内の不動容積は低減するが、内側
ストランドと外側ストランドの間の滞留時間の差も増大
することを示している。加えて、入口流がダムの方向に
移動する場合は、プラグフローの容積率は増加する。入
口流を側壁１２方向に寄せると、入口流が内側ストラン
ドに達する前に外側ストランドに達する原因となること
がある。

これらの結果は、取渦流の衝撃位置の設定が、タンディ
シュ内の流れの挙動に影響を及ぼす可能性があることを
示している。この影響は、タンディシュ内に存在する流
れの状態によって、良くも悪くもなる。例えば、タンデ
ィシュの端部が中央部よりも温度が低いことが分かった
場合には、側壁１２寄りにｉ■ｉ撃位置を調整すれば、
より温かい金属がタンディシュの端部に達することにな
り、おそらく低温部位でのスカルの蓄積を低減するであ
ろう。

その他の操作上の都合によって、衝撃位置をダムの近く
に配置することが適切となる場合もある。

内側ストランドあるいは外側ストランドのいずれかの流
れを止めた場合の定性的な影響を測定するために、２つ
の試験を実施した。

これらの試験においては９通常の流体液面（２１２ｍｍ
）を保ち、さらに−個の出口開口部に栓を詰めた後、染
料を注入した。内側出口開口部２２あるいは２３に付栓
する場合には、タンディシュの全体容積は、非常に活発
である。反対に、外側出口開口部２４あるいは２５に付
栓した場合、付栓した開口部の周辺領域は基本的には流
体の流れが無い。このような挙動は。

タンディシュのこの不動帯域においてスカルを形成させ
やすい。従って、外側出口開口部よりも内側出口開口部
を付栓するほうが望ましい。

これまで述べた詳細な説明は、理解を明確にするために
のみ述べたものであり、変更は当業者にとっては明らか
であるので、いかなる不必要な制限もそこに見出すべき
ではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の実施態様に従った流体フロー制御構
造を備えたタンディシュの略平面図。 第２図は、第１図の２−２の線に沿って切断した拡大部
分断面図、第２ａ図は第２図に示した構造の一部の１変
形を示した部分断面図、第３図は、第１図の３−３の線
に沿って切断した断面図、第４図は２本発明に従った別
の実施態様の略平面図、第５図は、第４図の５−５の線
に沿って切断した断面図、第６図は、本発明に従ったさ
らに別の実施態様の縮小路平面図、第７図は９本発明に
従ったさらに別の実施態様の縮小路平面圀である。 １０、４７．４８・・・タンディシュ、１１．１２・・
・側壁、１３・・・中央側壁部、１４．１５・・・端部
、１７．１８・・・端壁、１９・・・底部、２０・・・
頂部、２２，２３．２４．２５・・・出口開口部、２７
・・・噴出口、２８・・・取鍋ノズル流衝撃位置、３０
，３０ａ、４４・・・ダム、３１・・・頂部表面、３２
．３３・・・ダム側壁、３４　、３５・・・端部、３８
・・・中心領域、３９・・・一体式フロー制御構造物、
４０・・・内１．ｌｌ’Ｊ屓、４１・・・中間層、４２
・・・外側層、４３，４３ａ・・・注入パッド。 手続補正書（目見） 昭和６０年１０月２２日

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）、熔融金属の連続ストランド鋳造を行う細長いタ
   ンディシュで、前述のタンディシュが前述のタンディシ
   ュの実質的に縦方向に配置される一対の側壁および前述
   の側壁の間に各々が横方向に延びる一対の相対する端壁
   、タンディシュ底部および実質的に開放したタンディシ
   ュ頂部、前述のタンディシュ底部は、複数個の内側熔融
   金属出口開口部と外側の一対の出口開口部を持ち、それ
   ら全てが前述の端壁の間に一列に縦方向に整列するもの
   、前述のタンディシュ底部は、取鍋ノズル流衝撃位置を
   有し、前述の位置は前述の一列の出口開口部から横方向
   に間隔を置き且つ各端壁からかなりの距離を置いて端壁
   の間に定められるもの、前述の取鍋ノズル流衝撃位置と
   前述の一列の出口開口部との間に前述のタンディシュ底
   部から上向きに延びた細長いダム、前述のダムは、前述
   の端壁の間に縦方向に延び且つ一対の相対する端部を有
   し、その各々はそれぞれの端壁との間に間隔を保つもの
   、および前述の細長いダムに伴うフロー制御構造物で、
   前述の細長いダムは備えてはいるが前述のフロー制御構
   造を持たないタンディシュと比較した場合に、前述のタ
   ンディシュ内の不動帯域容積率を低減するための手段か
   ら成るものから成るもの。
2. （２）、前述の出口開口部が、前述のダムと前述の側壁
   の１つとの間に配置される一対の間隔を置いた内側出口
   開口部から成り、タンディシュ底部に一つの領域があり
   、この領域が、実質的にその相対する側面を前述の一つ
   の側壁およびダムによって、そして前述の領域の相対す
   る端面を前述の内側出口開口部によって定まり、前述の
   領域の大きな部分を前述のフロー制御構造物が占め、前
   述のフロー制御構造物は、一体式構造で且つタンディシ
   ュ底部から上向きに延び、前述のダムと前述の一つの側
   壁の双方に接触し且つ前述の内側出口開口部の各々から
   縦方向に間隔を開けて配置され、さらに前述のフロー制
   御構造物が、前述の領域の前述のタンディシュの底部に
   隣接する溶融金属の不動帯域の容積を低減する手段を構
   成する特許請求の範囲第１項のタンディシュ。
3. （３）、前述のダムの最大高さは、前述の一つの側壁の
   高さを大幅に下回り、前述の一体式フロー制御構造物の
   高さは、前述の一つの側壁から前述のダムにかけて漸増
   し、さらに前述の一体式制御構造物の最大高さは、一体
   式フロー制御構造物がダムに接するどの場所においても
   前述のダムの高さを下回る特許請求の範囲第２項のタン
   ディシュ。
4. （４）、前述の一体式フロー制御構造物の前述のタンデ
   ィシュの縦方向の寸法が、前述の一側壁から前述のダム
   にかけて漸増する特許請求の範囲第３項のタンディシュ
   。
5. （５）、前述のダムは、一対の相対する側面をもち、こ
   れらの側面の一つに前述の一体式フロー制御構造物が接
   し、さらに前述の一体式フロー制御構造物は、一体式フ
   ロー制御構造が接するダム側面と反対側のダム側面にか
   かる流体圧力に対して前述のダムを支える手段から成る
   特許請求の範囲第２項のタンディシュ。
6. （６）、前述のダムの相対する側面は、ダムの底部から
   ダムの頂部にかけて先細となり、前述の一体式フロー制
   御構造物は、ダムの先細りと合致するように、前述のダ
   ムの前述の一側面に隣接し且つ接触する傾斜面を持つ特
   許請求の範囲第５項のタンディシュ。
7. （７）、タンディシュ底部の前述の取鍋ノズル流衝撃位
   置に注入パッドを有し、前述の注入パッドは、前述の一
   体式フロー制御構造物を設けたダムの側部と反対側に配
   置し、前述の注入パッドは、一体式フロー制御構造物の
   前述の傾斜面が接するダム側面の反対側のダム側面に隣
   接し且つ接する傾斜した端部を持ち、前述の傾斜した側
   面と前述の傾斜した端部は、タンディシュ内の溶融金属
   の作用によってダムが所定の位置から浮き上がるのを共
   同で防ぐ手段を構成する特許請求の範囲第６項のタンデ
   ィシュ。
8. （８）、前述のフロー制御構造物は一体式構造であり且
   つタンディシュ底部から上方に延びて前述のダムと一側
   壁の双方に接し、前述のダムは一対の相対する側面を持
   ち、その一側面に前述の一体式フロー制御構造物が接し
   、ダムの前述の相対する側面は、ダムの底部からダムの
   頂部にかけて先細となり、さらに、前述の一体式フロー
   制御構造物は、ダムの先細りと合致するように、前述の
   ダムの一側面と隣接し且つ接する傾斜面を持つ特許請求
   の範囲第１項のタンディシュ。
9. （９）、タンディシュの底部の前述の取鍋ノズル流衝撃
   位置に注入パッドを有し、前述の注入パッドは、前述の
   一体式フロー制御構造物を設けたダムの側部と反対側に
   配置し、前述の注入パッドは、一体式フロー制御構造物
   の前述の傾斜面が接するダム側面の反対例のダム側面に
   隣接し且つ接する傾斜した端部を持ち、前述の傾斜した
   側面と前述の傾斜した端部は、タンディシュ内の熔融金
   属の作用によってダムが所定の位置から浮き上がるのを
   共同で防ぐ手段を構成する特許請求の範囲第８項のタン
   ディシュ。