WO1999015291A1

WO1999015291A1 - Immersion nozzle

Info

Publication number: WO1999015291A1
Application number: PCT/JP1998/004205
Authority: WO
Inventors: Katsukiyo Marukawa; Shigeta Hara; Shinichiro Yokoya
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Priority date: 1997-09-22
Filing date: 1998-09-18
Publication date: 1999-04-01
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Description

明細書

浸漬ノズル技術分野

本発明は、溶鐧の連続铸造に使用される浸漬ノズルに関する。背景技術

連続铸造に使用される浸漬ノズルは、ビレツト連铸の場合はノズルとモールド壁面の距離が短く、吐出された溶鋼がモールド壁面に高速で衝突するのを避けるため、直管型の浸漬ノズルが多く使用されている。また、スラブ連铸の場合はモールドの短辺側に吐出口のある 2口型のノズルが使用されている。

直管型浸漬ノズルにおいては、溶鐧は主に真下方向に吐出され、モールド内において介在物や気泡が深く侵入するため、铸片中に取り込まれたり、モールド下部の湾曲部に堆積し易く欠陥発生要因となる問題がある。また、溶鋼の注入方向が主に下方であるため、メニスカス部における溶鋼の温度低下の度合いが大きく、パウダーの溶融が不十分となり、モ—ルドと凝固シエルとの潤滑性が劣り、铸片の表面欠陥の要因となつている。ここで、メニスカス部とはモールド内の溶鋼とモールドパゥダ一との界面をいう。

一方、 2口型浸漬ノズルにおいては、吐出された溶鋼がモ一ルドの短辺側に達した後反転してノズル方向に流動するが、吐出流と反転流が衝突した際、湯面が激しく変動し、介在物や気泡の巻き込みが生じる。また、このタイプのノズルにおいても介在物や気泡が深く侵入し、錄片中に取り込まれたりモールド下部の湾曲部に堆積するという問題がある。このタイプのノズルにおいて、溶鐧は吐出口の下端部から特に大きい流速で吐出するが、これらの問題は高速铸造において、溶鋼の最大吐出流速が大きいためにさらに顕著である。また、メニスカス部における溶鋼の温度低下の問題は上記と同様である。

これらの問題に対し、モールド内の溶鋼流動を制御することを目的に、磁場発生装置による溶鋼の電磁撹拌が提案されている。電磁撹拌による溶鐧流動の制御は効果はあるものの、最近要求が強まっている連続铸造の高速化に対しては、十分な対策とは言えなくなつている。また、電磁撹拌装置は非常に高価である上、装置の設置部位が高温に曝される過酷な場所であるため、装置の保守、修理の作業も容易ではない。上記に加え、浸潰ノズルの従来からの問題として、介在物の付着によるノズル閉塞がある。これは銅中の非金属介在物がノズル内壁面に次第に付着、堆積しついにはノズル閉塞に至り、ノズルが使用不能となる問題である。また、そこまでいかなくても、付着した介在物が剥落して溶鋼中に取り込まれ、铸片の欠陥の原因となる場合もある。

ノズル内壁の介在物付着対策として、ノズル内壁より不活性ガスを吹き込み、鋼中の介在物を捕捉、連行しモールド内で浮上させる方法が実施されている。しかし、多連铸工程においては内壁面に介在物が徐々に付着し、ノズル閉塞にいたる場合があり十分な対策とはいえない。以上のような従来技術の問題点に対し、铸片の高品質化、铸造の高速化の要求に応えられるような、モールド内での铸片の欠陥要因の発生を防止でき、かつ、ノズル内壁面への介在物付着を防止した浸漬ノズルが求められている。発明の開示

本発明者らは、上述した従来技術の問題点を解消した浸漬ノズルを得るべく種々検討を行った結果、浸漬ノズル内の溶鋼流に旋回を付与することを着想し、水モデル実験を行った。その結果、ノズル内の水流に旋回を付与することにより、最大吐出速度の低減、吐出口全体からの均一な吐出など吐出挙動を好適に制御しうることが判明し、それらの成果を発表した（鉄と鐧 VoL.80 No.10 P754-758 (1994) , ISIJ (The Iron and Steel Institute of Japan) International VoL.34 No. 11 P883-888 (1994)) o

この水モデル実験において、旋回の付与にはノズル上部に旋回羽根を設置することによった。使用した旋回羽根はノズル内径と同じ内径のドーナツ状の円板で、ノズルに流入する水を旋回流とするための傾斜角をもった 1 2枚の羽根を有するものである。

本発明者らは、実際の溶鋼流に旋回を付与する方法を種々模索した。水モデル実験に使用した旋回羽根は形状が複雑であり、高温の溶鐧流に耐えうる材料での作製は極めて困難であり、さらに溶鐧流の物理的衝撃には耐えられなかった。

また、モールド内の溶鋼流動の制御に使用されている磁場発生装置により、ノズル内の溶鋼流に回転挙動を与えることも考慮した。しかしながら、浸漬ノズル内を溶鋼が通過する短時間の間に、水モデル実験の結果のような吐出挙動が得られるほどの旋回を付与することはできなかつた。

結局、本発明者らは、溶鋼流に耐えうる材料で作製できるような単純な形状であって、かつ、十分な旋回を付与できるものとしてねじりテープ状のものに想到した。この形状であれば、作製も可能であり、溶銅の衝撃にも耐えられ、さらに作製後の多少の加工、ノズル内への設置も容易に行える。また、ねじりテープ状の形状を適正に設定することにより、ノズル内の溶鋼流に良好な旋回を付与できることも見い出し、本発明を完成させたのである。即ち、本発明はノズル内の溶鋦流に旋回を付与するためのねじりテ一プ状の部品を備えている浸潰ノズルである。ねじりテープ状の部品によりノズル内の溶鋼流に旋回を付与すると、モールド内の溶鋼流動を制御し、介在物や気泡の浸入距離を浅く抑え、铸片中への巻き込みが防止される。また、ノズル内壁面への介在物の付着防止効果も得られる。本発明において、ねじりテープ状の部品の形状が、長さ Lと幅 Dの比 70が0 . 5〜 2、ねじり角度が 1 0 0度以上の場合に一層良好な旋回が得られる。

ねじりテープ状の部品は直管型あるいは 2口型のいずれの浸漬ノズルにも適用可能である。

本発明の直管型浸漬ノズルでは、溶鋼の吐出が真下方向ではなく斜め下方が主体となり、介在物や気泡の浸入を浅く抑えることができる。

さらに、溶鋼の吐出口において、内壁面が縦断面において円弧状の末広がり形状をなしていると、メニスカス方向への溶鐧流動を好適に付与でき、メニスカス部の溶鋼温度の低下を抑制できる。この効果は縦断面において内壁面が曲率半径が 3 0〜 3 0 0 m mの範囲の円弧状の末広がり形状である時に一層顕著である。

一方、 2口型浸漬ノズルでは、溶鋼の最大吐出流速を低減できるため、吐出流とモールド短辺側からの反転流の衝突を穩やかにし、湯面変動を防止できる。

また、 2口型の浸漬ノズルにおいても、吐出口にいたるノズル内壁面を縦断面において円弧状の末広がり形状となすことにより、モールド内での溶鋼流動をより好適に制御し、メニスカス部の溶鋼温度の低下度合いを低減することが可能である。この効果は縦断面において内壁面が曲率半径が 3 0〜 3 0 0 m mの範囲の円弧状の末広がり形状である時に一層顕著である。本発明では 2口型ノズルにおいて、底面の無い構造とすることも可能であり、介在物付着防止の観点より一層好ましい。

さらに本発明の別の形態は、上述した各ノズルにおいて、ノズル内で旋回を付与された溶鋼流にガスを吹き込む構造を有する浸漬ノズルである。この浸漬ノズルによれば、鋼中の介在物を捕捉、連行し、モールド内では浮上させる効果が大幅に向上する。図面の簡単な説明

第 1図はねじりテープ状の部品の一例を示す斜視図、第 2図はねじりテープ状の部品のねじり角度 = 1 3 5度の例を示す図であって、 ( a ) が平面図、（b ) が側面図である。

また、第 3図は本発明による直管型浸漬ノズルの一例を示す一部破断斜視図、第 4図は本発明による 2口型浸漬ノズルの一例を示す一部破断斜視図、第 5図は本発明による溶鋼の吐出口において内壁面が縦断面において円弧状の末広がり形状をなしている浸漬ノズルの一例を示す断面図である。

第 6図は第 5図に示した浸漬ノズルを使用した場合の溶鋼流を示す模式図、第 7図は本発明による 2口型で底面の無い構造の浸漬ノズルで、吐出口にいたる内壁面が縦断面において円弧状の末広がり形状をなしている浸漬ノズルの一例を示す図であって、（ a ) が斜視図、（b ) が断面図である。

第 8図は本発明によるガスを吹き込む構造を有している浸漬ノズルの一例を示す断面図、第 9図は従来の直管型浸漬ノズルを使用した場合の溶鋼流を示す模式図である。発明を実施するための最良の形態本発明をより詳細に説述するために、添付の図面に従ってこれを説明する。

本発明の最大の特徴であるノズル内の溶鋼流に旋回を付与するためのねじりテープ状の部品 1は第 1図に示すようなものである。部品 1の幅 Dはノズル内径により決まるものであり、部品 1の長さ Lおよびねじり角度は本発明の効果を得るに十分な溶鋼流の旋回が得られる範囲で設定すれば良い。ねじり角度^は平面テープ状のものからねじった角度である。第 2図は ^ = 1 3 5度の例で、（a) は平面図、（b) は側面図である。

ねじりテープ状の部品の形状を変化させた場合の旋回流の発生状況を水モデル実験により調査した。その結果を表 1、表 2に示す。表 1はねじりテープ状の部品の幅 Dおよびねじり角度^を一定とし、長さ Lを変化させた場合であり、表 2は幅 D、長さ Lを一定とし、ねじり角度^を変化させた場合である。なお、表 1の N 0. 4と表 2の N o. 1 0は同一である。最大吐出流速は、吐出口の中心、上部、下部等の各部位における流速を計測し、各試料の最大流速値を N 0. 1を 1 00とする指数で示した。なお、この水モデル実験には直管型ノズルを用いた。表 1

N 0. 1 2 3 4 5 6 7 ねじりテープ状部品の形状

幅 D (mm) 40 40 40 40 40 40 Kさ L (mm) 12 20 40 60 80 100

L /D 0.3 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 ねじり角度（度） 180 180 180 180 180 180 旋回流の発生 to △ 〇 ◎ ◎ 〇 △ 吐出角度（度） 0 10 40 45 45 40 10 最大吐出流速指数 100 80 42 25 30 36 78 注） N o . 1はねじりテープ状の部品を備えないもの。

旋回流の発生 ◎：管内の水が均一に旋回して流動。

〇：一部に乱れがあるが、ほぼ均一に旋回して流動 (

△：旋回がほとんど生じず流動。

吐出角度水が主に吐出される角度。真下方向を 0度とする。

最大吐出流速指数 N o . 1 を 1 0 0とした指数表示。

流速はレーザードップラー流速計により計測。表 2

水モデル実験の結果より、ねじりテープ状の部品の長さ Lと幅 Dは、その比 L ZDが 0. 5〜 2の範囲が好ましく、 0. 8〜 1. 5の範囲が特に好ましい。 LZDが 0. 5未満ではノズル内の溶鋼の流れを著しく妨げ、また L Z Dが 2を越えるようになると十分な旋回を付与できない。 ^/ 0が0 . 5〜 2の範囲にあると最大吐出流速の低減効果が大きレ、。

ねじり角度 0は 1 0 0度以上であることが望ましく、 1 2 0度以上であることが特に望ましい。 ^が 1 8 0度を越えるようになっても旋回を付与する効果、吐出角度、最大吐出速度はほぼ同等であり、部品の作製の容易さから考えるとは 1 8 0度以下が好ましく、それ以上の角度が必要な場合は 1個の部品で必要角度を得てもよいが、むしろ 2個以上の部品を設置して必要角度を得る方がよい。ねじりテープ状の部品の材質は、形状加工が可能で溶鋼流に耐えられるものであれば特に制限されるものではなく、一般にノズル本体に使用される材質でもよいし他の材質のものでもよレ

本発明のねじりテープ状の部品を備えた浸漬ノズルは、直管型あるいは 2口型のいずれでも好適に使用できる。それらの浸漬ノズルの例をそれぞれ第 3図、第 4図に示す。

直管型の浸漬ノズル 2について述べると、ノズル 2内の溶鐧流に旋回 - を付与することにより、ノズル 2から溶鋼が吐出される際の最大流速を著しく低減できるとともに、ノズル 2からの下降流 1 0が第 6図に示すように主として斜め約 4 5度の方向になる。その結果、吐出される溶鋼中に存在する介在物や気泡の侵入距離を浅く抑えることができるため、介在物や気泡の铸片中への巻き込みやモールド 7下部の湾曲部への堆積が防止される。また、ノズル 4内の溶鋼に旋回 6が付与されることにより、ノズル 4内壁面への介在物の付着が抑制される。さらに、ノズル 4 内で旋回 6を付与された溶鋼流がモールド 7内に吐出されることにより、モ一ルド 7内の溶鋼を好適に撹拌するため、铸片の組織が均一なものとなり鎊片の高品質化に寄与する効果もある。この点について、第 5 図に示すように、溶鋼の吐出口 5においてノズル 4内壁面を縦断面において円弧状の末広がり形状とすることにより、铸片の高品質化に一層好ましい結果が得られる。この効果は、吐出口 5の内壁面の円弧状の曲率半径 Rが 3 0〜 3 0 0 m mの場合に特に好適に得られる。 Rが 3 0 m m 未満の場合は内壁面の円弧状の部分が短く溶鋼が吐出された場合に上昇流の発生が不十分となり、 3 0 0 m mを越えるようになると直線状の末広がり形状に近くなり斜め下方への吐出が主体となりやはり上昇流の発生が不十分となる。

溶鐧流への旋回付与とノズルの吐出口の形状の適正選択の複合効果により、従来のノズルに比べ内層欠陥、表層欠陥ともに大幅に低減される。この点について第 6図を用いて説明する。ノズル 4の吐出口 5が上記の形状となっていると、ノズル 4内で旋回 6を付与された溶鋼流はモールド 7内で斜め約 4 5度の方向の下降流 1 0に加え、メニスカス部に向かう上昇流 1 1 をも生じることにより、メニスカス部での溶鋼撹拌作用が好適に起こる。その結果、メニスカス部の溶鋼温度の低下が抑制され、モールドパウダー 9の溶融状態が適度に保たれるため、モールド 7と凝固シェル 8との間の潤滑が良好に維持されることにより、錄片の表層欠陥の発生が低減される。この効果は第 9図に示した従来タイプの直管型浸漬ノズル 1 6と比較すると明白である。即ち、第 9図では溶鋼流は真下方向への流動 1 7が主体であり、僅かに斜め下方への流動 1 8 が見られるものである。

本発明を 2口型浸漬ノズル 3に適用した場合について述べる。従来のノズルでは吐出流速は吐出口の下部において極めて大きく、中央部、上部の吐出流速は小さい。しかし、ノズル内の溶鋼に旋回を付与することにより、溶鐧は吐出口の中心部、上部、下部のいずれからもほぼ均一な速度で吐出され、最大吐出流速は著しく牴減される。例えば、表 1の N o . 4では N o . 1に比べ、最大吐出流速は 1ノ 4に低減される。そのため、吐出流とモールド短辺側からの反転流の衝突が極めて穏やかなものとなり、メニスカス部の湯面変動が抑制される。また、介在物、気泡の侵入距離が浅くなるため、铸片中への巻き込みやモールド下部の湾曲部における介在物の堆積が防止される。このような効果により、銹片の欠陥発生が防止され高品質化に好適に寄与する。

また、ノズル内の溶鋼流に旋回を付与することにより、ノズル内壁面への介在物の付着抑制の効果も得られる。従来の 2口型浸漬ノズルでは、介在物の付着はノズル先端の底面において顕著である。本発明の浸漬ノズル 3では前述のように溶鋼流に旋回が付与されていることにより、吐出口のいずれの部位においてもほぼ均一な速度で溶鋼が吐出する。従って、ノズル先端において底面の無い構造としても真下方向への吐出は僅かなものであり、斜め約 4 5度の方向への吐出が主体となる。この結果、介在物や気泡の侵入距離を浅く抑える効果は保たれる上、底面の無い構造とすることにより、底面への介在物付着の問題は解消されノズルの耐用が向上する。また、底面が無いことで製造が容易になる利点もある。

さらに、直管型ノズルと同様に、旋回を付与された溶鋼流の吐出によるモールド内での撹拌効果で、铸片の高品質化が得られる。 2口型浸漬ノズルにおいても吐出口にいたる内壁面を縦断面において円弧状の末広がり形状とすることにより、斜め 4 5度の方向の下降流に加え、メニスカス部に向かう上昇流をも生じる。この結果直管型ノズルにおいて述べたメニスカス部での溶鋼温度の低下抑制効果が同様に得られ、铸片の表面欠陥の発生が低減する。この効果は吐出口にいたるノズル内壁面の円弧状の曲率半径 Rが 3 0〜 3 0 0 m mの場合に特に大きい。曲率半径 R が 3 0 m m未満の場合は内壁面の円弧状の部分が短いため上昇流の発生が不十分となり、 3 0 0 m mを越えるようになると直線状の末広がり形状に近くなり斜め下方への吐出が主体となるためやはり上昇流の発生が不十分となる。 2口型浸漬ノズル 1 2において底面の無い構造とした場合は、吐出口 1 4は第 7図（ a ) に示すようにくり抜き部状となる力 ^s、このくり抜き部にいたる内壁面 1 3を円弧状の末広がり形状とすればよレ

本発明による浸漬ノズルでは、ノズル内の溶鋼流に旋回を付与することにより、ノズル内壁面への介在物の付着を抑制する効果が得られる力旋回を付与された溶鋼に不活性ガス等のガスを吹き込むことにより、介在物付着防止効果は一層顕著なものとなる。

従来のガス吹き込みタイプのノズルでは、吹き込まれたガスは単に溶鋼とともに移動し、接触した介在物を連行するものであった。本発明の浸漬ノズルにおいては、吹き込まれたガスは溶鋼流が旋回していることにより、ノズルの軸方向に収束される。その際、気泡は円錐状の密度の濃い膜を形成するため、溶鋼中の介在物と接触する確率が高まる。この結果、介在物はノズル内壁に付着することなく、気泡に捕捉、連行されモールド内で浮上する。この介在物付着防止効果により、ノズル閉塞が生じにくいためノズルの耐用が向上する。また、従来のガス吹き込みに比べ、低流量、低圧のガス供給で効果が得られるため、経済的にも有利である。ガスを吹き込む構造 1 5を有する本発明の浸漬ノズルの一例を第 8図に示す。

本発明の浸漬ノズルは、ねじりテープ状の部品によりノズル内の溶鐧流に旋回を付与するものであり、モールド内の溶鋼流動を好適に制御することが可能であるが、電磁撹拌装置の併用を排除するものではない。実施例以下、各種浸漬ノズルについて本発明の具体例を示す。

直管型浸漬ノズルとして表 3に示すノズルの試験を行った。使用した浸漬ノズルはアルミナ一力一ボン質で、外径 1 0 5 mm、内径

6 0 mm, 長さ 700 m mのものを静水圧プレスにより成形し、実施例 1および比較例 1以外のものは吐出口の内壁面を末広がり形状に加工した。ねじりテープ状の部品は窒化ホウ素質焼結品とし、あらかじめ作製したものを、ノズル成形時にノズルの内周に段差を形成し、この段差に引っ掛けるようにして設置した。部品の形状はタイプ Aは長さ L、幅 D ともに 6 0111111でしノ0= 1、ねじり角度 = 1 8 0度のものである。タイプ Bは長さ L = 4 8 mm、幅 D= 60mmで LZD= 0. 8、ねじり角度^ = 1 4 0度のものである。部品の厚みはいずれも 1 0 mmとした。表 3

注）実施例 1、比較例 1は吐出口内壁面が末広がり形状をなしていなレ。表 3に示した仕様の浸漬ノズルを用いて、水平断面が

1 7 0 mm X 1 7 0 mmのモ一ルドによりビレツトの铸造を 2 , 5 m/ m i n. の铸造速度で行い、铸片の内層欠陥、表層欠陥の発生率を測定した。また、ノズルへ注入する溶鐧温度とメニスカス部の溶鐧温度を測定し、その温度差を表 3に示した。比較例についても同様に測定した。内層欠陥はビレツト錶片面の 4 0 mm切削後の面における欠陥個数、表層欠陥は 5 mm切削後の面における欠陥個数を測定し、いずれも比較例 1の結果を 1 とした指数で示した。

本発明のねじりテープ状の部品を備えることにより铸片の内層欠陥、表層欠陥ともに 1 2以下に減少する。さらに、吐出口内壁面を円弧状の末広がり形状とすることでメニスカス部の溶鋼温度低下が抑制され、内層、表層欠陥とも一層の低減が見られ、曲率半径が 3 0〜 3 0 0 mm の場合には比較例 1に対し約 1 Z 6〜 1 / 1 0の欠陥発生率となっている。

2口型浸漬ノズルとして表 4に示す仕様のノズルについて試験を行つた。ノズル本体はアルミナ—力一ボン質で内径 7 4 mm, 外径

1 3 0 mm、長さ 5 0 0 mmのものを静水圧プレスにより成形した。ねじりテープ状の部品は窒化ホウ素焼結品により作製し、ノズル成形時にノズルの内周に段差を形成し、この段差に引っ掛けるようにして設置した。形状は幅 D = 8 0 mm、長さ L = 8 0 mm (L/D- 1 ) 、ねじり角度 6> = 1 8 0度、厚さ 1 0 mmである。各浸漬ノズルを 5 0 トン容量のタンディッシュ下部に設置してアルミキルド鋼の铸造を 2 mX m i n . の速度で行った。比較例についても同様に試験した。各試験結果について表 4に示した。本発明のねじりテープ状の部品を備えることにより、湯面における流速変動幅が小さくなり、その結果、铸片表面の欠陥発生が比較例 3に比ベて約 1 / 8に低減している。さらにノズル内壁の介在物付着防止およびモールド下部湾曲部への介在物堆積防止効果も大きい。表 4

表 5は 2口型浸漬ノズルの底面の有無について比較した試験結果である。ノズル本体の材質、寸法およびねじりテープ状の部品の材質、形状は表 4で使用したものと同一である。各浸漬ノズルを 5 0 トン容量のタンディッシュ下部に設置してアルミキルド鋼の铸造を行った。比較例についても同様に試験した。各試験結果について表 5に示した。

本発明のねじりテープ状の部品を備えることにより、铸片の欠陥発生が抑制されるとともに、ノズル内壁の介在物付着防止によるノズル耐用向上が見られる上に、さらに底面の無い構造にすることにより、表面欠陥の発生率、ノズル閉塞にいたるまでの耐用ともに一層向上している。耐用は底面のあるものの 2倍近い値であり、さらにねじりテープ状の部品のないものの約 3倍となっている表 5

表 6は 2口型浸漬ノズルに関し、吐出口にいたる内壁面の形状を検討した試験結果である。使用した浸漬ノズルはアルミナ一カーボン質で、外径 1 3 0 m m、内径 7 5 m m、長さ 7 0 0 m mのものを静水圧プレスにより成形し、吐出口を加工、さらに実施例 1 0、比較例 6以外は吐出口にいたる内壁面を縦断面において所定の曲率半径の円弧状の末広がり形状になるように加工した。ねじりテ一プ状の部品は窒化ホウ素質焼結品とし、あらかじめ作製したものを、ノズル成形時にノズルの内周に段 CT/JP9

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差を形成し、この段差に引っ掛けるようにして設置した。部品の形状はタイプ Aは長さ L、幅 Dともに 7 5111111で /0= 1、ねじり角度 = 1 80度のものである。タイプ Bは長さ L = 6 0 mm、幅

D = 75 mmで LZD = 0. 8、ねじり角度 = 1 4 0度のものである。部品の厚みはいずれも 1 0 mmとした。表 6に示した仕様の浸漬ノズルを用いて、 2. 5 m/m i n. の铸造速度で铸造を行い、铸片の内層欠陥、表層欠陥の発生率を測定した。铸造は水平断面が

1 2 0 0 mmX 2 5 0 mmのモ一ルドによりスラブ铸片の铸造を行つた。また、ノズルへ注入する溶鋼温度とメニスカス部の溶鋼温度を測定し、その温度差を表 6に示した。比較例についても同様に測定した。内層欠陥はスラブ铸片面の 4 0 mm切削後の面における欠陥個数、表層欠陥は 5 mm切削後の面における欠陥個数を測定し、いずれも比較例 1の結果を 1 とした指数で示した。

本発明のねじりテープ状部品を備えることにより、欠陥発生が抑制される。この効果は溶鋼吐出用のくり抜き部にいたる内壁面を縦断面において円弧状の末広がり形状とすることにより一層顕著となる。曲率半径が 3 0〜 3 00 mmの円弧状の場合には内壁面が円弧状の末広がり形状となっていないものと比較すると内層欠陥が約 1ノ 3、表層欠陥が約 1 ノ 2程度に低減される。内壁面が円弧状の末広がり形状となっていても、ねじりテープ状の部品のないものと比べると、内層欠陥が約 1Z 5、表層欠陥は 1 Z3〜 1 Z4程度となる。

表 6

実施例比較例

1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 5 6 ねじりテープ状部品のタィプ A A A A A B 4E ノズル底部の構造底面底面底面底面底面底面底面底面無し無し無し無し無し有り無し有り吐出口内壁面の

曲率半径 50 150 250 350 150 150 内層欠陥指数 0. 55 0. 20 0. 20 0. 20 0. 20 0. 30 1. 00 0. 85 表層欠陥指数 0. 60 0. 30 0. 25 0. 35 0. 45 0. 40 1. 00 0. 70 ノズル内とメニスカス

部の溶鋼温度差（°c ) 24 14 11 15 18 11 25 22 注）実施例 1 0、比較例 6は吐出口内壁面が末広がり形状をなしていない。本発明のねじりテープ状の部品を備え、かつガスを吹き込む構造を有する浸漬ノズルの効果を確認するために、実施例 7と同仕様のもの（実施例 1 6 ) 、およびガスを吹き込む構造を付与したものを作製した（実施例 1 7 ) 。これらの浸漬ノズルを 5 0 トン容量のタンディッシュに装着し、 A r ガスを吹き込みながら铸造を行った。比較のために、比較例 3 と同仕様の浸漬ノズルについても同様に使用した（比較例 7 ) 。

2 0 0 0 トン铸造後のノズル内壁の状況を観察したところ、実施例 1 6のノズルは吐出口付近にのみ若干の介在物付着が見られ、実施例 1 7のノズルは直胴部、吐出口付近ともに介在物の付着はほとんど見られなかったが、比較例 7の浸漬ノズルは直胴部に若干の付着、吐出口付近には著しい付着が認められた。その結果ノズル交換に至るまでの耐用は実施例 1 6は比較例の 1 . 2倍、実施例 1 7は 1 . 6倍であり、ガス吹き込みを併用することによる耐用向上効果が明らかであった。産業上の利用の可能性

本発明は、溶鋼の連続铸造において、鎊片の高品質化を指向したモールド内での溶鋼流動の制御および浸漬ノズル内壁への介在物付着防止を目的として、浸漬ノズル内の溶鋼流に旋回を付与するためのねじりテープ状の部品を備えるものである。その結果、電磁撹拌装置のような高価な装置を使用することなく、上記の目的を達成でき、铸片の高品質化およびノズルの耐用向上に寄与する浸漬ノズルが得られた。本発明のねじりテープ状の部品を備えた浸漬ノズルは、直管型、 2口型のいずれにも適用可能である。

Claims

請求の範囲

1 . 浸漬ノズル内の溶鋼流に旋回を付与するためのねじりテープ状の部品を備えている浸漬ノズル。

2 . ねじりテープ状の部品の形状が、長さ Lと幅 Dの比 L Z Dが 0 . 5〜 2、ねじり角度が 1 0 0度以上である請求項 1記載の浸漬ノズル。

3 . 浸漬ノズルが直管型ノズルであり、浸漬ノズル内の溶鋼流に旋回を付与するためのねじりテープ状の部品を備えている請求項 1又は 2記載の浸漬ノズル。

4 . 直管型ノズルの溶鋼の吐出口において、内壁面が縦断面において円弧状の末広がり形状をなしている請求項 3記載の浸漬ノズル。

5 . 内壁面が縦断面において曲率半径が 3 0〜 3 0 0 m mの範囲の円弧状の末広がり形状をなしている請求項 4記載の浸漬ノズル。

6 . 浸漬ノズルが 2口型であり、浸漬ノズル内の溶鐧流に旋回を付与するためのねじりテープ状の部品を備えている請求項 1又は 2記載の浸漬ノズル。

7 . 2口型浸漬ノズルにおいて、溶鋼の吐出口にいたる内壁面が縦断面において円弧状の末広がり形状をなしている請求項 6記載の浸漬ノズル。

8 . 溶鋼の吐出口にいたる内壁面が、縦断面において曲率半径が

3 0〜 3 0 0 m mの範囲の円弧状の末広がり形状をなしている請求項 7 記載の浸漬ノズル。

9 . ノズル先端において、底面が無い構造を有している請求項 6項記載の浸漬ノズル。

1 0 . ノズル内壁面よりガスを吹き込む構造を有している請求項 1、 3 又は 6項記載の浸漬ノズル。捕正書の請求の範囲

[1 999年 2月 1 2日（1 2. 02. 99 ) 国際事務局受理：出願当初の請求の範囲 4, 7及び 10は取り下げられた；出願当初の請求の範囲 ₅， 8及び 9は補正された - 他の請求の範囲は変更なし。（2頁） ]

1. (補正後）浸漬ノズル内の溶銅流に旋回を付与するための手段を有するノズルにおいて、該浸漬ノズル内の溶鋼流を 2分してそれぞれに旋 5 回を付与するためのノズル内径とほぼ等しい幅 Dを有するねじりテープ

状の部品をノズル内に備えている浸漬ノズル。

2. ねじりテープ状の部品の力⁵'、長さ Lと幅 Dの比 L/Dが 0.

5〜2、ねじり角度が 100度以上である請求項 1記載の浸漬ノズル。

0 3. 浸漬ノズルが直管型ノズルであり、浸漬ノズル内の溶鋼流に旋回を

付与するためのねじりテープ状の部品を慷えている請求項 1又は 2記載の浸漬ノズル。

4. (削除）

5. (補正後）直管型ノズルの溶钢の吐出口において、内壁面が縦断面 15 において円弧状の末広がり形状をなしており、該内壁面が縦断面におい

て曲率半径が 30〜300mmの範囲の円弧状の末広がり形状である請求項 3記載の浸漬ノズル。

6. 浸漬ノズルが 2口型であり、浸漬ノズル内の溶銅流に旋回を付与するためのねじりテープ状の部品を備えている請求項 1又は 2記載の浸漬

20 ノズル。

7. (削除）

8. (補正後） 2口型浸漬ノズルにおいて、溶鍋の吐出口にいたる内壁面が縦断面において円弧状の末広がりをなし、該縦断面におて曲率半径が 30〜300mmの範囲の円弧状の末広がり^をなしている

25 請求項 6記載の浸漬ノズル。

9. (補正後）浸漬ノズル内の溶鋼流に旋回を付与するための手段を有するノズルにおいて、該ノズル先端吐出口として底面が無く直径方向 2

補正された用紙（条約第 19条）ケ所にくり抜き部を形成している浸漬ノズル ₍

10. (削除）

補正された用紙（条約第 19条）条約 1 9条に基づく説明書

請求項 1は、浸漬ノズル内に備えるねじりテープ状の部品の形状として、ノズル内溶鋼流を 2分してそれぞれに旋回流を付与するためにノズル内径とほぼ等しい幅 Dを有することを明確にした。引用例は、 J P， 8 - 215809, Aでは「内壁螺旋溝」であり、 J P, 63- 108966, Aは「有底ノズル側面内の案内螺旋」である。本発明は、請求項 1において、上記のように特定したことで、弓 I用例では得られないモールド内での溶鋼流動の制御を可能とする。請求項 2、請求項 3、請求項 6は、請求項 1の補正により明確になつたので、そのまま残した。請求項 9は、ノズル自体が新規な構造であり、 J P, 5- 185192 , Aと区別できるよう補正し、独立請求項とした。請求項 4、請求項 7、請求項 10は、引用例と類似であるので削除した。