JPS6310047A - 溶融金属の注入方法 - 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） 溶融金属の注入に供する流下通路における流量の制御、
例えば溶鋼の連続鋳造における、タンプッシュと鋳型間
での溶鋼流量の制御に関連して、とくに鋳造作業を安定
して行うことができる、溶融金属の注入方法を提案する
ものである。

（従来の技術） 鋼の連続鋳造における注入方法では、一般にタンディシ
ュと耐火物製ノズルの間に耐火物製のスライディングノ
ズルが用いられ、そあ開孔度を調節することにより鋳型
内への溶鋼流量を制御している。

このような、スライディングノズルを用いた溶鋼流量の
制御は一般化され、鋳型内への溶鋼注入量の微調節に大
きな役割を果してきたが操業上で以下のような問題点が
ある。

すなわち、スライディングノズルの開孔度を調節しなが
ら長時間にわたって注入操業が従続されることにより、
開孔部の溶損や欠損を生じ、ひいては流量制御不能とな
ったり、鋳造の中断を余儀なくされる場合もある。また
、異鋼種鋳造の際などにおいては、スライディングノズ
ルを−たん閉じるがこのとき、開孔部付近にその絞りの
調節のために付着した凝固物（いわゆる地金）によって
、耐火物製スライディングノズルの滑り面が欠損したり
、また地金の差し込みを生じて次回の注入操業時におけ
る溶鋼のもれやその凝着による開閉不能のため、操業不
能となる場合がある。

さらに、注入量調節のためにはスライディングノズルの
開孔部を若干絞る操作を行うので、この場合、開孔部の
段差に非金属介在物の付着が漸次に昂じて、注入量制御
の不調を来したり、この付着物の不時のはく離砕片が鋳
型内へ流入し鋳片内部に捕捉され、製品の欠陥となる場
合がある。

もとよりこれらのトラブルへの対策として、スライディ
ングノズルの材質検討なども進み、高強度、加工精度の
向上などで対処しているが決定的な好結果を得るまでに
いっていない。

なお非金属介在物の付着については、不活性ガスの吹込
み法なども行われているが十分な好結果は得られていな
い。それと云うのはノズル内壁への介在物付着を防止す
るのに十分な効果を得るためにガス量を増大するとこの
ガスが溶鋼流とともに鋳型内に持ち込まれ、鋳型内温面
上に気泡となって浮上して浴表面の攪拌を増大し、この
際に浴面上に添加されるいわゆるモールドパウダーの溶
鋼中への巻き込みを増して、鋳片の品質の低下を招くか
らである。

（発明が解決しようとする問題点） 鋼の連続鋳造における鋳型内への溶鋼注入量の制御を、
代表例として一般に溶融金属の流下通路からの注入の際
に、従来行われてきたストッパーやスライディングノズ
ルなどによる調節よりも一層効果的な注入量制御を達成
する溶融金属の注入方法を提案することがこの発明の目
的である。

（問題点を解決するための手段） この発明は、 ■流下通路内壁にし凹凸状をなす溝を施した耐火物製流
路を配設し、 ■流路の周囲に磁界発生装置を配設し、■流路内の溶鋼
に磁力を作用させて回転運動を生じさせ、 ■該流路内の溶鋼流下速度を制御し、 もって鋳型内への溶鋼流量制御する溶融金属の注入方法
である。

連続鋳造の鋳型への溶鋼流量制御法について種々の研究
を行った結果以下の知見を得た。

すなわち、タンディシュと鋳型間に配設するいわゆる浸
漬ノズルの内面壁に、溶鋼流方向に対しらせん状の凹凸
溝を形成したノズルを用いかつその外周に、回転磁界発
生装置を設置してノズル内を通過する溶鋼に磁力を作用
させると、この磁力と磁力によって誘導される誘導電流
との相互作用によって、ノズル内を流下する溶鋼にノズ
ル断面方向の回転力が付与され、この溶鋼回転をノズル
内壁凹凸溝のらせん方向に逆あるいは正方向に回転させ
ながら溶鋼を流下すると、溶鋼の回転速度を調節するこ
とで、溶鋼の流下速度を調節できることが見出された。

すなわち、逆方向の場合は流量を低下させ、正方向の場
合は流量を増大させることができる。また、ノズル内壁
の凹凸溝が溶鋼流方向に直角であっても流量を増大させ
る効果はないものの、自然流下速度以下に低下させ得る
こと、すなわち、らせん状溝の場合の逆方向回転時と同
様な効果があることを見出した。

このように溶鋼流路壁面に凹凸状の溝を施したノズルを
用いこのノズルを流下する溶鋼に回転を与えることで溶
鋼の流下速度を調節できる理由は、溶鋼が高速で流れ方
向の断面内で回転流動すると、凹凸溝と溶鋼流との相互
作用により、溶鋼とノズル壁間の摩擦が変化して、回転
数に応じて流動が変化し、とくに、螺旋状溝の場合には
、いわゆるポンプ作用が生じて、溶鋼は螺旋方向に回転
するときは加速力を、螺旋方向と逆の場合には減速力を
受け、回転数に応じて流量が変化するからである。

さて第１図（ａｌ、　（ｂｌにこの発明の方法の一例を
、連鋳鋳型への流入の場合について示し図中１はタンデ
ィシュ、２はスライドノズル、３は浸漬ノズル、４は溶
鋼であり、５は浸漬ノズル３の外側に配設した回転磁界
発生装置、６は浸漬ノズル３の内壁面に形成した内周溝
、７は連鋳フラックス、８は鋳型である。

この発明ではタンディシュ１から鋳型８への溶鋼流の下
流路を構成するいわゆる浸漬ノズル３の内壁面にらせん
状（第１図（ａｌ）、又は多数の環状溝（第１図（ｂｌ
）　９を設け、また浸漬ノズル３の外周部に回転磁界発
生装置７を配置する。

（作　用） スライディングノズル２を全開状態にし溶１ｉｉ１４を
浸漬ノズル３内に流下させると同時に回転磁界を溶鋼４
の注入流に作用させると、浸漬ノズル３内で溶鋼は回転
運動を生じながら浸漬ノズル３内を流下する。

このとき内周溝９が多数の環状である場合はその溶鋼の
回転運動方向に関係なしに、自然流下速度よりも注入流
の流速度が低下するがらせん状の場合には、らせん方向
と回転方向の如何によって、たとえば正方向の時には溶
鋼流は加速され、逆方向の場合には減速される。

この目的に用いられる回転磁界発生装置５は、磁力の作
用効率の点から３相交流を用いる２極式のものが最良と
考えられるが型式は問わない。

また、内径が３０ｗ程度の一般的な浸漬ノズル３の内壁
に配設する内周溝６の巾は１０鶴前後、深さは５鶴前後
であれば十分である。

この内周溝６の断面形状は、角形、楔形あるいは半円形
もしくは楕円形などのいずれでも良く、さらにこれらの
組合わせによっても良い。

なお、回転磁界発生装置５はたとえば進行磁界発生装置
を円形あるいは半円形などに配置したものでよく、実質
的に溶鋼内に磁力と磁力による誘導電流の相互作用によ
って溶鋼の注入流に回転運動が生じるものであればよい
。

（実施例） ３００ｍｓ＋中正方形断面の鋳型を用いる６ストランド
のプルーム連鋳について、以下この発明の詳細な説明す
る。

アルミナ−黒鉛質の浸漬ノズル３を用いた。この浸漬ノ
ズル３は内径３０１１φ、外径８０ｆｌφ内面壁に、溶
鋼流下方向でノズル軸に３０度の角度にて、巾１０ｗｍ
、深さ５龍、角形断面をなし溶鋼流下方向にてらせん状
とした内周溝６を有するものとした。

この浸漬ノズル３の外周に、内径が１００１ｍ、長さ３
００鶴の３相２極の回転磁界発生装置５を設置し、磁界
の回転速度を３０００回転／分で、空芯時の磁界中心で
の磁界の強さを約５５０ガウスに設定した。６ストラン
ドのうち２ストランド分に上記の“　浸漬ノズル３と回
転磁界発生装置５を設置し、他の４ストランド分につい
ては第２図に示した従来通りのスライディングノズル９
を流！￥”ｆａｌ　′４Ｂ手段とする浸漬ノズル１０と
比較実験とした。

供試溶鋼は、次の化学成分、 Ｃ：０．２５〜０　、２９ｗ　ｔ％ Ｓｉ　：　０．３０〜０．３６ｗｔ％ Ｍｎ　：　０．５５〜０．６５ｈｔ％ Ａｌ　：　０．０１５〜０．０３５ｗｔ％で、１５４０
〜１５６０℃に加熱してタンディシュ１を通じて連続鋳
造した。

このとき容量が１６０〜１８０トンの取鍋を用いて、３
回にわたって取鍋内湾鋼をタンディシュ１に連続して補
給するいわゆる連連鋳を実施した。

この発明に従う注入方法を適用した２ストランドでは始
終鋳型的溶鋼の上面は安定し、また浸漬ノズル閉塞など
も認められず、溶鋼面高さ位置の微調節も非常に容易に
行うことができ、とくに鋳造終了時には、スライディン
グノズルを全閉するが、この操作を全く問題な（容易に
でき、湯もれなどのトラブルはなかった。

一方、従来法に従いスライディングノズル９の絞りによ
る流量調節の下に浸漬ノズル１０を通し鋳込みを行った
４ストランドでは、そのうち２ストランドにおいて、ス
ライディングノズル９および浸漬ノズル１０の閉塞現象
があり、とくに最後の３回取鍋から移注した溶鋼の鋳込
中には、所定の溶鋼流量が確保でき難くなり鋳造速度を
２０〜３０％低下させなければならなかった。またこの
閉塞現象が起こってからは、溶鋼流量制御が不安定とな
り、鋳型内の溶鋼面の変動が大きく操業に非常に努力を
要した。

鋳造完了後、ノズルおよびスライディングノズルを回収
して内壁を調査したところ、この発明では浸漬ノズルは
、２個とも内周溝６の角部が若干損耗しただけでほとん
ど異常はなかった。一方これに対し従来の４個では、ス
ライディングノズル９の内壁が一部太き（損耗し、また
他の部分では介在物付着が多く認められ、これが流量制
御に困難を来した原因であることがうかがえた。

また鋳込中における鋳型８内溶湯面状況を第３図（ａｌ
、　（ｂ）にて比較したように、従来のスライディング
ノズル９を通した注入の場合に±５〜１０酊のレベル変
動を生じるのに反してこの発明により非常に安定な操業
をなし得ることがわかる。

（発明の効果） この発明によれば、従来のようにストッパーや、スライ
ディングノズルの開口調節時に起り勝ちなトラブル、例
えば、異常溶損、介在物付着などによる偏流や、調節不
能、などを引き起こすことなしに、注入量制御を容易に
行うことができ、連続鋳造の如き溶融金属の注入作業上
大きく寄与することが明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の方法による鋳込要領の説明図、 第２図はスライディングノズルの損傷および介在物付着
状態を示す説明図、 第３図に鋳型８溶湯面状況の比較図である。 １・・・タンプッシュ ２・・・スライディングノズル ３・・・浸漬ノズル　　　　４・・・溶鋼５・・・回転
磁界発生装置　６・・・内周溝８・・・鋳型

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、流下通路を通して溶融金属の注入を行うに当り、流
   下通路における溶融金属の注入流を取囲んで配設した回
   転磁界発生装置により流下通路内の溶融金属に回転運動
   を生じさせ、かつ流下通路の内周壁面で溶融金属の回転
   運動の方向に沿って配設した内周溝により、溶融金属の
   回転運動を保持させ、この回転の速度を回転磁界発生装
   置にて調節することによって注入流の流下速度を制御す
   ることを特徴とする、溶融金属の注入方法。