JP2007185682A - Method and device for preheating immersing nozzle for continuous casting - Google Patents

Method and device for preheating immersing nozzle for continuous casting Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and a device for preheating an immersing nozzle for continuous casting, by which method and device, the life of a coil can be lengthened, and the deterioration of the immersing nozzle can be reduced, and the immersing nozzles having various inside diameters and outside diameters can be heated at a uniform temperature. <P>SOLUTION: When the immersing nozzle 13 for pouring molten steel from a tundish 12 of continuous casting facilities 11 into a casting mold is preheated before the pouring by induction coils 20, 21 arranged along the outer peripheral surfaces of the immersing nozzle 13, the induction coils 20, 21 are arranged such that the direction of the winding axis of the induction coils 20, 21 crosses the direction of the immersing nozzle 13, and the immersing nozzle 13 is heated by induction by means of the induction coils 20, 21. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、連続鋳造において、タンディッシュ内の溶鋼を鋳型に注湯する際に使用される連続鋳造用浸漬ノズルの予熱方法及び予熱装置に関する。 The present invention relates to a preheating method and a preheating device for a continuous casting immersion nozzle used when pouring molten steel in a tundish into a mold in continuous casting.

連続鋳造では、取鍋からタンディッシュ内に供給されたおよそ１５００〜１５３０℃の溶鋼を連続鋳造用浸漬ノズル（以下、単に「浸漬ノズル」ともいう）を介して鋳型に注湯している。この際に浸漬ノズルには過酷な熱負荷がかかり亀裂や折損等が発生する恐れがあるため、浸漬ノズルを予め加熱して破損を防止している。これによって、浸漬ノズルを通過する溶鋼の温度が低下し難くなり、鋳造品の品質の低下を防止することができる。 In continuous casting, molten steel at approximately 1500 to 1530 ° C. supplied from a ladle into a tundish is poured into a mold via a continuous casting immersion nozzle (hereinafter also simply referred to as “immersion nozzle”). At this time, since a severe heat load is applied to the immersion nozzle and cracks and breakage may occur, the immersion nozzle is preheated to prevent breakage. This makes it difficult for the temperature of the molten steel passing through the immersion nozzle to decrease, and can prevent deterioration in the quality of the cast product.

ここで、従来の浸漬ノズルの予熱方法としては、浸漬ノズルの上部の注湯口又は下部の吐出孔から燃料ガスと酸素を供給可能なバーナーを用いて、１０００〜１２００℃に加熱する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、浸漬ノズルの内側に円筒状の誘導コイルを挿入して誘導加熱を行う方法（例えば、特許文献２参照）や、円筒状の誘導コイルを浸漬ノズルの外側に配置して、浸漬ノズルを誘導加熱を行う方法も知られている。 Here, as a conventional preheating method for the immersion nozzle, there is known a method of heating to 1000 to 1200 ° C. using a burner capable of supplying fuel gas and oxygen from an upper pouring port or a lower discharge hole of the immersion nozzle. (For example, refer to Patent Document 1). Further, a method of performing induction heating by inserting a cylindrical induction coil inside the immersion nozzle (see, for example, Patent Document 2), or a cylindrical induction coil arranged outside the immersion nozzle to induce the immersion nozzle A method of heating is also known.

特開昭６１−２６２４５５号公報Japanese Patent Laid-Open No. 61-262455 特開平９−１２２９０１号公報JP-A-9-122901

しかしながら、前記従来の連続鋳造用浸漬ノズルの予熱方法及び予熱装置は未だ解決すべき以下のような問題があった。
特許文献１の方法では、加熱に時間がかかり、加熱中に浸漬ノズルを構成する耐火物が劣化して、実操業時にスポーリング等のトラブルが発生し易かった。また、バーナーによる加熱温度は、通常溶鋼の温度（１５００〜１５３０℃）よりも低い（１０００〜１２００℃）ので、実操業時に浸漬ノズルが溶鋼と接触すると、スポーリング等のトラブルが発生し易かった。 However, the conventional preheating method and preheating apparatus for the continuous casting immersion nozzle still have the following problems to be solved.
In the method of Patent Document 1, heating takes time, and the refractory constituting the immersion nozzle is deteriorated during heating, so that troubles such as spalling are likely to occur during actual operation. Moreover, since the heating temperature by a burner is lower (1000-1200 degreeC) than the temperature (1500-1530 degreeC) of molten steel normally, when an immersion nozzle contacts molten steel at the time of an actual operation, troubles, such as a spalling, were easy to generate | occur | produce. .

特許文献２の方法では、浸漬ノズルを１４００℃程度の高温まで短時間で加熱できるが、浸漬ノズル中に誘導コイルを挿入するので、浸漬ノズルの耐火物と誘導コイルが接触して、浸漬ノズル及び誘導コイルが損傷し寿命が短くなると共に、接触により浸漬ノズルの耐火物に配合された炭素及び酸化防止剤等が除去されて、実操業時にスポーリングや過度の溶損等のトラブルが発生する場合があった。また、誘導コイルを浸漬ノズル内に挿入する機構が必要であり設置に多大な費用がかかる。また、内径の異なる浸漬ノズルに合わせて異なる外径の誘導コイルを多数準備する必要があった。 In the method of Patent Document 2, the immersion nozzle can be heated to a high temperature of about 1400 ° C. in a short time. However, since the induction coil is inserted into the immersion nozzle, the refractory of the immersion nozzle and the induction coil come into contact with each other. When the induction coil is damaged and its life is shortened, carbon and antioxidants mixed in the refractory of the immersion nozzle are removed by contact, and troubles such as spalling and excessive melting occur during actual operation was there. In addition, a mechanism for inserting the induction coil into the immersion nozzle is necessary, and installation is expensive. In addition, it is necessary to prepare a large number of induction coils having different outer diameters in accordance with immersion nozzles having different inner diameters.

更に、円筒状の誘導コイルを浸漬ノズルの外側に配置して加熱する場合には、浸漬ノズルの外表面に対して平行、すなわち、浸漬ノズルの軸心に対して平行に磁場が発生し、凹凸のある浸漬ノズルの外表面を均一に加熱することができず、特に他の部分に比べて突出しているスラグライン部が過度に加熱されていた。また、外径の異なる浸漬ノズルに合わせて、内径の異なる誘導コイルを複数準備する必要があった。 Furthermore, when a cylindrical induction coil is disposed outside the immersion nozzle and heated, a magnetic field is generated parallel to the outer surface of the immersion nozzle, that is, parallel to the axis of the immersion nozzle, and uneven The outer surface of an immersion nozzle with a certain thickness could not be heated uniformly, and in particular, the slag line portion protruding compared with other portions was excessively heated. In addition, it is necessary to prepare a plurality of induction coils having different inner diameters in accordance with immersion nozzles having different outer diameters.

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、コイルの寿命が長く、浸漬ノズルの劣化が少なく、多様な内径、外径を持つ浸漬ノズルを均一な温度で加熱できる連続鋳造用浸漬ノズルの予熱方法及び予熱装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and preheating a continuous casting immersion nozzle that can heat an immersion nozzle having various inner diameters and outer diameters at a uniform temperature with a long coil life, little deterioration of the immersion nozzle. It is an object to provide a method and a preheating device.

前記目的に沿う本発明に係る連続鋳造用浸漬ノズルの予熱方法は、連続鋳造設備のタンディッシュから溶鋼を鋳型に注湯する浸漬ノズルを、該浸漬ノズルの外周面に沿わせて配置した誘導コイルによって、注湯前に予め加熱する浸漬ノズルの予熱方法において、
前記誘導コイルの巻き心方向が前記浸漬ノズルに対して交差するように、該誘導コイルを配置し、該誘導コイルで該浸漬ノズルを誘導加熱する。 A method for preheating a continuous casting immersion nozzle according to the present invention in accordance with the above object is an induction coil in which an immersion nozzle for pouring molten steel from a tundish of a continuous casting facility into a mold is disposed along the outer peripheral surface of the immersion nozzle. By the preheating method of the immersion nozzle that is preheated before pouring,
The induction coil is arranged so that the winding center direction of the induction coil intersects the immersion nozzle, and the immersion nozzle is induction-heated by the induction coil.

誘導コイルは、金属、例えば、銅管を巻き心方向を中心としてリング状又は渦巻き状にして形成され、金属に電流を流して磁力線を発生させる。ここで、渦巻き状とは、中心点の周りをそれから遠ざかりながら回転する曲線及び直線のいずれか一方又は双方によって形成され、実質的に面状である状態をいう。なお、誘導コイルは、浸漬ノズルの外表面に沿って湾曲させて曲面状とするのが好ましい。また、誘導コイルを管状体で形成した場合は、管内に冷却水（例えば、水道水）を供給することにより、加熱された浸漬ノズルの輻射熱及び抵抗加熱による誘導コイルの加熱を防止することができる。 The induction coil is formed by forming a metal, for example, a copper tube in a ring shape or a spiral shape around the center of the core, and causes a current to flow through the metal to generate lines of magnetic force. Here, the spiral shape means a state that is formed by one or both of a curved line and a straight line that rotate around a central point and away from the center point, and is substantially planar. The induction coil is preferably curved along the outer surface of the immersion nozzle. When the induction coil is formed of a tubular body, the induction coil can be prevented from being heated by the radiant heat and resistance heating of the heated immersion nozzle by supplying cooling water (for example, tap water) into the pipe. .

誘導コイルの巻き心方向が浸漬ノズル側面に対して交差するように、浸漬ノズルを配置すればよい。この際には、浸漬ノズルを平面視して、誘導コイルの巻き心方向が浸漬ノズル（例えば、軸心）を通るのが好ましい。また、誘導コイルの面が浸漬ノズルに対して、例えば、０度を超え３０度傾くように配置してもよい。誘導コイルを浸漬ノズルの外周面に沿わせてこのように配置することにより、特許文献２記載の円筒状の誘導コイルを用いた際に発生する浸漬ノズルの長さ方向に沿う磁力線を減じ、その代わりに浸漬ノズルに対して交差する方向に発生する磁力線を多くし、この磁力線が浸漬ノズルを通過して浸漬ノズルに渦電流を発生させ、この渦電流により浸漬ノズルが加熱される。 What is necessary is just to arrange | position an immersion nozzle so that the winding center direction of an induction coil may cross | intersect with respect to the immersion nozzle side surface. In this case, it is preferable that the direction of the winding core of the induction coil passes through the immersion nozzle (for example, the axis) when the immersion nozzle is viewed in plan. Moreover, you may arrange | position so that the surface of an induction coil may incline more than 0 degree and 30 degree | times with respect to an immersion nozzle, for example. By arranging the induction coil along the outer peripheral surface of the immersion nozzle in this way, the magnetic field lines along the length direction of the immersion nozzle generated when the cylindrical induction coil described in Patent Document 2 is used are reduced. Instead, the lines of magnetic force generated in the direction intersecting the immersion nozzle are increased, and these lines of magnetic force pass through the immersion nozzle to generate an eddy current in the immersion nozzle, and the immersion nozzle is heated by the eddy current.

また、浸漬ノズルの加熱温度は、下限が１２００℃、好ましくは１３００℃、更に好ましくは１３５０℃であって、上限は溶鋼の温度である１５３０℃程度とするのがよい。なお、浸漬ノズルの加熱終了後から溶鋼の注湯までに、浸漬ノズルの温度が低下するので、浸漬ノズルの加熱を溶鋼の温度よりも高く、例えば１６００℃程度としてもよい。浸漬ノズルは、アルミナグラファイト（ＡＧ）等の導電体で形成され、予熱温度が溶鋼の温度（およそ１５００〜１５３０℃）程度であると、浸漬ノズルに溶鋼を注湯する際に温度変化が少なく熱衝撃を受け難くなるので、熱衝撃に弱いジルコニア等を含む高強度材料も使用できる。 Moreover, the lower limit of the heating temperature of the immersion nozzle is 1200 ° C., preferably 1300 ° C., more preferably 1350 ° C., and the upper limit is about 1530 ° C. which is the temperature of the molten steel. In addition, since the temperature of an immersion nozzle falls after completion | finish of heating of an immersion nozzle until the pouring of molten steel, it is good also as a heating of an immersion nozzle higher than the temperature of molten steel, for example, about 1600 degreeC. The immersion nozzle is formed of a conductor such as alumina graphite (AG), and when the preheating temperature is about the temperature of molten steel (approximately 1500 to 1530 ° C.), there is little temperature change when pouring the molten steel into the immersion nozzle. Since it becomes difficult to receive an impact, a high-strength material containing zirconia or the like that is susceptible to thermal shock can also be used.

本発明に係る連続鋳造用浸漬ノズルの予熱方法において、前記誘導コイルを複数（例えば、２つ）に分割しているのが好ましい。
例えば、２つの誘導コイルを、隣り合う誘導コイルの周方向の一端を連結し、中央から両側に開くように造られた観音開き戸状に配置してもよく、それぞれ独立して浸漬ノズルの周囲に配置してもよい。また、複数の誘導コイルを浸漬ノズルに所定の間隔を有して配置した場合、誘導コイルの一部を重ね合わせて（ラップさせて）配置してもよい。 In the preheating method of the continuous casting immersion nozzle according to the present invention, it is preferable that the induction coil is divided into a plurality (for example, two).
For example, two induction coils may be arranged in a double door shape that is connected to one end in the circumferential direction of adjacent induction coils and opened from the center to both sides. You may arrange. In addition, when a plurality of induction coils are arranged at a predetermined interval on the immersion nozzle, a part of the induction coils may be overlapped (wrapped).

本発明に係る連続鋳造用浸漬ノズルの予熱方法において、前記誘導コイルは、少なくとも前記浸漬ノズルの吐出孔及びスラグライン部のいずれか一方又は双方の近傍に配置されてもよい。
浸漬ノズルの吐出孔は冷却されやすいためスポーリング（spalling）し易く、スラグライン部は高温のスラグと接触するためスポーリングし易いので、これらを高温かつ均一に加熱することでスポーリングの発生を抑えることができる。 In the preheating method for a continuous casting immersion nozzle according to the present invention, the induction coil may be disposed at least near one or both of a discharge hole and a slag line portion of the immersion nozzle.
The discharge hole of the immersion nozzle is easy to be cooled, so it is easy to spall, and the slag line part is easy to spall because it is in contact with the high temperature slag. Can be suppressed.

本発明に係る連続鋳造用浸漬ノズルの予熱方法において、前記浸漬ノズルを前記タンディッシュに取付けた後、前記誘導コイルによる誘導加熱と共に、更に、高温ガスを併用して、前記浸漬ノズルを加熱するのが好ましい。
本発明は、タンディッシュに直接取付けられた浸漬ノズル及びスライディングノズルを介して取付けられた浸漬ノズルを含む。高温ガスによって、誘導加熱では加熱し難い部位、例えば、浸漬ノズルの内面及び上部のいずれか一方又は双方を加熱することができる。特に、スライディングノズルを介して取付けられた浸漬ノズルは、上端部に浸漬ノズルをタンディッシュに取付けるための金属製のトラニオン等が一体的に設けられており、浸漬ノズルよりもサイズが大きくなって誘導コイルに入らない場合があり誘導加熱し難いので、例えば、タンディッシュの上部に設置されたタンディッシュカバーの貫通孔に配置された予熱バーナーからの高温ガスで加熱する。予熱バーナーによって、浸漬ノズルの上部に位置するスライディングノズル装置、タンディッシュに装着されている上ノズル等の付帯設備を予熱することができる。このように、高温ガスを用いて付帯設備を含む浸漬ノズルをより均一に加熱することができ、耐火物のスポーリング等の実操業中のトラブルを抑制できる。 In the method for preheating a continuous casting immersion nozzle according to the present invention, after the immersion nozzle is attached to the tundish, the immersion nozzle is heated together with induction heating by the induction coil and further using a high-temperature gas. Is preferred.
The present invention includes an immersion nozzle attached directly to the tundish and an immersion nozzle attached via a sliding nozzle. The high-temperature gas can heat a part that is difficult to heat by induction heating, for example, one or both of the inner surface and the upper part of the immersion nozzle. In particular, the immersion nozzle attached via the sliding nozzle is integrally provided with a metal trunnion or the like for attaching the immersion nozzle to the tundish at the upper end, and the size is larger than that of the immersion nozzle. Since it may not enter the coil and induction heating is difficult, for example, heating is performed with a high-temperature gas from a preheating burner arranged in a through-hole of a tundish cover installed at the top of the tundish. The preheating burner can preheat auxiliary equipment such as a sliding nozzle device located above the immersion nozzle and an upper nozzle attached to the tundish. Thus, the immersion nozzle including the incidental equipment can be heated more uniformly using the high temperature gas, and troubles during actual operation such as spalling of the refractory can be suppressed.

ここで、高温ガスは、例えば、コークス炉ガス（ＣＯＧ）を燃焼して得ることができる。浸漬ノズルの内面を加熱するには、ガス予熱燃料となるＣＯＧを浸漬ノズルの吐出孔から供給し、ガス予熱用一次空気となるエアーを浸漬ノズルの下方から供給して、エジェクター効果により、エアーを浸漬ノズルの内部に引き込んで、浸漬ノズル内部に高温ガスを発生させてもよい。また、ＣＯＧを浸漬ノズルの下部から供給し、エアーを浸漬ノズルの吐出孔から供給して高温ガスを得てもよい。更に、浸漬ノズルの上部を加熱する場合には、タンディッシュ用の予熱バーナーを使用することができる。 Here, the high temperature gas can be obtained, for example, by burning coke oven gas (COG). In order to heat the inner surface of the immersion nozzle, COG serving as gas preheating fuel is supplied from the discharge hole of the immersion nozzle, air serving as primary air for gas preheating is supplied from below the immersion nozzle, and air is ejected by the ejector effect. You may draw in the inside of an immersion nozzle and generate | occur | produce a hot gas inside an immersion nozzle. Further, COG may be supplied from the lower part of the immersion nozzle, and air may be supplied from the discharge hole of the immersion nozzle to obtain a high temperature gas. Furthermore, when heating the upper part of an immersion nozzle, the preheating burner for tundish can be used.

本発明に係る連続鋳造用浸漬ノズルの予熱方法において、前記浸漬ノズルの温度が少なくとも７００℃以上の温度域で、前記誘導コイルによる誘導加熱を行うのが好ましい。
浸漬ノズルには、大気中で予熱されることを想定して、一般に浸漬ノズルの内側に設けられた耐火物の表面には酸化防止剤が塗布されている。この酸化防止剤は、７００℃を超えると、酸化が促進され、耐火物の保護機能が低下する傾向がある。従って、予熱時に７００℃以上に浸漬ノズルが暴露する時間を短くする必要がある。誘導コイルは急速加熱が可能であるので、少なくとも７００℃以上の領域で誘導コイルで誘導加熱することにより、浸漬ノズルを７００℃以上に暴露する時間を短縮することができる。なお、７００℃未満の温度域において、誘導コイルで誘導加熱してもよいが、電気代が高くなる。また、７００℃以上の温度域では、誘導加熱と共に高温ガスを併用してもよい。 In the method for preheating a continuous casting immersion nozzle according to the present invention, it is preferable to perform induction heating with the induction coil in a temperature range where the temperature of the immersion nozzle is at least 700 ° C. or higher.
Assuming that the immersion nozzle is preheated in the air, an antioxidant is generally applied to the surface of the refractory provided inside the immersion nozzle. When this antioxidant exceeds 700 ° C., the oxidation is promoted and the protective function of the refractory tends to be lowered. Therefore, it is necessary to shorten the time that the immersion nozzle is exposed to 700 ° C. or higher during preheating. Since the induction coil can be rapidly heated, the time for exposing the immersion nozzle to 700 ° C. or more can be shortened by induction heating with the induction coil in a region of at least 700 ° C. or more. In addition, in the temperature range below 700 degreeC, you may carry out induction heating with an induction coil, but an electricity bill becomes high. Moreover, in a temperature range of 700 ° C. or higher, high-temperature gas may be used in combination with induction heating.

本発明に係る連続鋳造用浸漬ノズルの予熱方法において、前記浸漬ノズルを前記誘導コイルに対して、前記浸漬ノズルの軸心を中心として相対的に回転させることもできる。
誘導コイルの配置場所により、浸漬ノズルの周方向に温度差ができる場合、浸漬ノズルを誘導コイルに対して、浸漬ノズルの軸心を中心に相対的に回転させて、浸漬ノズルの周方向の温度差を減少させることができる。 In the method for preheating a continuous casting immersion nozzle according to the present invention, the immersion nozzle may be rotated relative to the induction coil around the axis of the immersion nozzle.
If there is a temperature difference in the circumferential direction of the immersion nozzle depending on the location of the induction coil, rotate the immersion nozzle relative to the induction coil relative to the axis of the immersion nozzle to determine the temperature in the circumferential direction of the immersion nozzle. The difference can be reduced.

本発明に係る連続鋳造用浸漬ノズルの予熱装置は、連続鋳造設備のタンディッシュから溶鋼を鋳型に注湯する浸漬ノズルを、注湯前に予め加熱する浸漬ノズルの予熱装置において、
前記浸漬ノズルの外周面に沿わせて複数に分割した誘導コイルを配置し、しかも、それぞれの前記誘導コイルの巻き心方向が前記浸漬ノズルに対して交差している。 A preheating device for a continuous casting immersion nozzle according to the present invention is a preheating device for an immersion nozzle that preheats an immersion nozzle for pouring molten steel into a mold from a tundish of a continuous casting facility,
An induction coil divided into a plurality of parts is arranged along the outer peripheral surface of the immersion nozzle, and the winding center direction of each induction coil intersects the immersion nozzle.

本発明に係る連続鋳造用浸漬ノズルの予熱装置において、前記誘導コイルは、前記浸漬ノズルの外表面に沿って湾曲して形成されているのが好ましい。
本発明に係る連続鋳造用浸漬ノズルの予熱装置において、更に、前記浸漬ノズルを高温ガスで加熱するガス加熱手段が設けられているのが好ましい。 In the preheating device for a continuous casting immersion nozzle according to the present invention, the induction coil is preferably formed to be curved along the outer surface of the immersion nozzle.
In the preheating device for continuous casting immersion nozzle according to the present invention, it is preferable that gas heating means for heating the immersion nozzle with a high-temperature gas is further provided.

請求項１〜６に記載の連続鋳造用浸漬ノズルの予熱方法においては、誘導コイルを、浸漬ノズルの外周面に沿わせ、誘導コイルの巻き心方向が浸漬ノズルに対して交差するように配置するので、浸漬ノズルの外表面に対して交差する方向に磁場を多く発生させることができ、浸漬ノズルの外表面を、その凹凸の影響が少なく、均一に加熱することができる。 In the preheating method of the immersion nozzle for continuous casting of Claims 1-6, it arrange | positions so that an induction coil may be along the outer peripheral surface of an immersion nozzle, and the winding core direction of an induction coil may cross | intersect with an immersion nozzle. Therefore, a large magnetic field can be generated in a direction intersecting the outer surface of the immersion nozzle, and the outer surface of the immersion nozzle can be uniformly heated with little influence of the unevenness.

特に、請求項２記載の連続鋳造用浸漬ノズルの予熱方法においては、誘導コイルを複数に分割しているので、浸漬ノズルの外表面近傍から誘導コイルを容易に着脱可能であり、特に、誘導コイルの着脱時に、浸漬ノズルと誘導コイルが摺動したり、接触することがなくなり、浸漬ノズル及び誘導コイルの劣化を防止できる。また、複数の誘導コイルを浸漬ノズルの外径に合わせて配置できるので、従来のように浸漬ノズルの外径に合わせて様々な誘導コイルを必要とせず、非稼働の誘導コイルの予備品数を少なくできる。 Particularly, in the method for preheating a submerged nozzle for continuous casting according to claim 2, since the induction coil is divided into a plurality of parts, the induction coil can be easily detached from the vicinity of the outer surface of the submerged nozzle. At the time of attaching and detaching, the immersion nozzle and the induction coil do not slide or come into contact with each other, and the deterioration of the immersion nozzle and the induction coil can be prevented. In addition, since a plurality of induction coils can be arranged according to the outer diameter of the immersion nozzle, various induction coils are not required according to the outer diameter of the immersion nozzle as in the prior art, and the number of spare parts for non-operational induction coils is reduced. it can.

請求項３記載の連続鋳造用浸漬ノズルの予熱方法においては、誘導コイルが、少なくとも浸漬ノズルの吐出孔及びスラグライン部のいずれか一方又は双方の近傍に配置されているので、スポーリングし易い部位を均一に加熱でき、浸漬ノズルの破損を防止できる。
請求項４記載の連続鋳造用浸漬ノズルの予熱方法においては、誘導コイルによる誘導加熱と共に、高温ガスを併用して浸漬ノズルを加熱するので、誘導コイルで加熱し難い部位を高温ガスで加熱でき、浸漬ノズルをより均一に加熱できる。 4. The method for preheating a continuous casting immersion nozzle according to claim 3, wherein the induction coil is disposed at least in the vicinity of either one or both of the discharge hole and the slag line portion of the immersion nozzle, so that it is easy to spall. Can be heated uniformly, and breakage of the immersion nozzle can be prevented.
In the preheating method of the continuous casting immersion nozzle according to claim 4, since the immersion nozzle is heated together with the induction heating by the induction coil and the high temperature gas is used together, the portion difficult to be heated by the induction coil can be heated by the high temperature gas, The immersion nozzle can be heated more uniformly.

請求項５記載の連続鋳造用浸漬ノズルの予熱方法においては、浸漬ノズルの温度が少なくとも７００℃以上の温度域で誘導コイルによる誘導加熱を行うので、浸漬ノズルを７００℃以上に暴露する時間を短くでき、浸漬ノズルに塗布された酸化防止剤の劣化を防止できる。
請求項６記載の連続鋳造用浸漬ノズルの予熱方法においては、浸漬ノズルを誘導コイルに対して、浸漬ノズルの軸心を中心として相対的に回転させるので、浸漬ノズルをより均一に加熱できる。 In the preheating method of the immersion nozzle for continuous casting according to claim 5, since the induction heating is performed by the induction coil in a temperature range where the temperature of the immersion nozzle is at least 700 ° C or higher, the time for exposing the immersion nozzle to 700 ° C or higher is shortened. And the deterioration of the antioxidant applied to the immersion nozzle can be prevented.
In the method for preheating a continuous casting immersion nozzle according to claim 6, since the immersion nozzle is rotated relative to the induction coil around the axis of the immersion nozzle, the immersion nozzle can be heated more uniformly.

請求項７〜９に記載の連続鋳造用浸漬ノズルの予熱装置においては、浸漬ノズルの外周面に沿わせて複数に分割した誘導コイルを配置しているので、浸漬ノズルの外表面近傍から容易に着脱可能となると共に、誘導コイルの着脱時に、浸漬ノズルと誘導コイルが摺動したり、接触することがなくなり、浸漬ノズル及び誘導コイルの劣化を防止できる。それぞれの誘導コイルの巻き心方向が浸漬ノズルに対して交差しているので、誘導コイルによって浸漬ノズルの外表面に対して交差する方向に磁場が多く発生し、外表面の凹凸の影響が少なく、浸漬ノズルを均一に加熱することができる。また、複数の誘導コイルを浸漬ノズルの外径に合わせて配置できるので、従来のように浸漬ノズルの外径に合わせて様々な誘導コイルを必要とせず、非稼働の誘導コイルの予備品数を少なくできる。 In the preheating device for continuous casting immersion nozzles according to claims 7 to 9, since the induction coil divided into a plurality of parts is disposed along the outer peripheral surface of the immersion nozzle, it can be easily obtained from the vicinity of the outer surface of the immersion nozzle. In addition to being detachable, the immersion nozzle and the induction coil do not slide or come into contact with each other when the induction coil is attached / detached, and deterioration of the immersion nozzle and the induction coil can be prevented. Since the winding core direction of each induction coil intersects the immersion nozzle, a large amount of magnetic field is generated in the direction intersecting the outer surface of the immersion nozzle by the induction coil, and the influence of unevenness on the outer surface is small. The immersion nozzle can be heated uniformly. In addition, since a plurality of induction coils can be arranged according to the outer diameter of the immersion nozzle, various induction coils are not required according to the outer diameter of the immersion nozzle as in the prior art, and the number of spare parts for non-operational induction coils is reduced. it can.

特に、請求項８記載の連続鋳造用浸漬ノズルの予熱装置においては、誘導コイルが浸漬ノズルの外表面に沿って湾曲して形成されているので、誘導コイルと浸漬ノズルとの距離を一定にし易く、浸漬ノズルをより均一に加熱することができる。
請求項９記載の連続鋳造用浸漬ノズルの予熱装置においては、更に、浸漬ノズルを高温ガスで加熱するガス加熱手段が設けられているので、誘導コイルで加熱し難い部位を加熱でき、浸漬ノズルをより均一に加熱できる。 Particularly, in the preheating device for continuous casting immersion nozzle according to claim 8, since the induction coil is formed to be curved along the outer surface of the immersion nozzle, it is easy to make the distance between the induction coil and the immersion nozzle constant. The immersion nozzle can be heated more uniformly.
In the preheating device for the continuous casting immersion nozzle according to claim 9, since the gas heating means for heating the immersion nozzle with a high-temperature gas is further provided, it is possible to heat a portion that is difficult to heat with the induction coil, Heat more uniformly.

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の一実施の形態に係る連続鋳造用浸漬ノズルの予熱装置の使用状態を示す説明図、図２は同予熱装置で加熱される浸漬ノズルの断面図、図３〜図５はそれぞれ同予熱装置の正面図、側面図、平面図、図６は同予熱装置の誘導コイルの説明図、図７は浸漬ノズルの予熱時間と予熱温度の関係を示すグラフである。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for understanding of the present invention.
Here, FIG. 1 is an explanatory view showing a use state of a preheating device for a continuous casting immersion nozzle according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of the immersion nozzle heated by the preheating device, and FIGS. FIG. 5 is a front view, a side view, and a plan view of the preheating device, FIG. 6 is an explanatory diagram of the induction coil of the preheating device, and FIG. 7 is a graph showing the relationship between the preheating time and the preheating temperature of the immersion nozzle.

図１〜図６を参照して、本発明の一実施の形態に係る連続鋳造用浸漬ノズルの予熱装置１０について説明する。
図１に示すように、連続鋳造用浸漬ノズルの予熱装置（以下、単に「予熱装置」ともいう）１０は、連続鋳造設備１１において、取鍋（図示せず）から供給された溶鋼をタンディッシュ１２から鋳型（図示せず）に注湯する前に、タンディッシュ１２に取付けられる連続鋳造用浸漬ノズル（以下、単に「浸漬ノズル」ともいう）１３を加熱する装置である。なお、タンディッシュ１２には、例えば、スライディングノズル１４が設けられ、浸漬ノズル１３は、スライディングノズル１４を介して、タンディッシュ１２に取付けられている。 With reference to FIGS. 1-6, the preheating apparatus 10 of the immersion nozzle for continuous casting which concerns on one embodiment of this invention is demonstrated.
As shown in FIG. 1, a continuous casting immersion nozzle preheating device (hereinafter also simply referred to as “preheating device”) 10 uses a tundish of molten steel supplied from a ladle (not shown) in a continuous casting facility 11. This is a device for heating a continuous casting immersion nozzle (hereinafter, also simply referred to as “immersion nozzle”) 13 attached to the tundish 12 before pouring from 12 into a mold (not shown). For example, the tundish 12 is provided with a sliding nozzle 14, and the immersion nozzle 13 is attached to the tundish 12 via the sliding nozzle 14.

浸漬ノズル１３は、タンディッシュ１２から鋳型に注湯される溶鋼の酸化防止を目的とし、導電性を有する材料、例えば、炭素を含有したアルミナグラファイトで形成されている。図２に示すように、浸漬ノズル１３の形状は、実質的に底部が閉塞された筒状であって、上部に溶鋼が注湯される注湯口１５と、下部側面に対向して２つ穿設された吐出孔１６が設けられ、高さ方向中央部には、肉厚のスラグライン部１７が形成されている。また、浸漬ノズル１３の内側には、酸化防止剤が塗布された耐火物１８が設けられている。更に、浸漬ノズル１３の上部には、浸漬ノズル１３の外表面側から内側にアルゴンガスを供給するアルゴンガス供給孔１９が設けられている。また、浸漬ノズル１３の上端部外側には、浸漬ノズル１３をタンディッシュ１２に設置するための棒状の水平部材（図示せず）が設けられたステンレス製のトラニオン（図示せず）が一体的に取付けられている。 The immersion nozzle 13 is formed of a conductive material such as alumina graphite containing carbon for the purpose of preventing oxidation of molten steel poured from the tundish 12 into the mold. As shown in FIG. 2, the shape of the immersion nozzle 13 is substantially a cylindrical shape with the bottom portion closed, and includes a pouring port 15 where molten steel is poured into the upper portion and two holes facing the lower side surface. The provided discharge hole 16 is provided, and a thick slag line portion 17 is formed at the center in the height direction. A refractory 18 coated with an antioxidant is provided inside the immersion nozzle 13. Further, an argon gas supply hole 19 for supplying argon gas from the outer surface side to the inner side of the immersion nozzle 13 is provided in the upper part of the immersion nozzle 13. A stainless trunnion (not shown) provided with a bar-like horizontal member (not shown) for installing the immersion nozzle 13 on the tundish 12 is integrally formed on the outer side of the upper end of the immersion nozzle 13. Installed.

図３〜図５に示すように、予熱装置１０は、浸漬ノズル１３の外周面に沿わせて配置される、複数、例えば、２つに分割された誘導コイル２０、２１を備えている。誘導コイル２０、２１は、例えば、断面矩形の銅管を溶接して渦巻き状とした後、浸漬ノズル１３の外表面に沿って湾曲させて、図５に示すように、平面視して円弧状（曲平面となっている）としている。また、２つの誘導コイル２０、２１は、浸漬ノズル１３を中央に挟んで対向し、しかも、誘導コイル２０、２１の巻き心が肉厚のスラグライン部１７の近傍となるように配置されている。 As shown in FIGS. 3 to 5, the preheating device 10 includes a plurality of, for example, two divided induction coils 20 and 21 arranged along the outer peripheral surface of the immersion nozzle 13. The induction coils 20 and 21 are, for example, formed by welding a copper tube having a rectangular cross section into a spiral shape, and then bending it along the outer surface of the immersion nozzle 13, as shown in FIG. (It is a curved plane). The two induction coils 20 and 21 are opposed to each other with the immersion nozzle 13 in the center, and the winding cores of the induction coils 20 and 21 are arranged in the vicinity of the thick slag line portion 17. .

また、誘導コイル２０、２１のそれぞれの渦巻きの中央の一端側は、それぞれ連結金具２２を介して、外側が断熱材２３で覆われた断面円形の銅管２４で形成された連結管２５によって連結され、誘導コイル２０、２１のそれぞれの他端側は対となって、図示しない電源に連結されて１つの回路が形成されている。電源は、例えば、ＡＣ２００／２２０Ｖ、６０Ｈｚ、及び２６ＫｖＡであり、誘導コイル２０、２１の出力を最大２０ｋＷで、周波数５〜４０ｋＨｚ、例えば、２０ｋＨｚとして、浸漬ノズル１３を、例えば、１２００〜１５３０℃に加熱する。更に、浸漬ノズル１３を加熱した際の輻射熱及び抵抗加熱による誘導コイル２０、２１の加熱を防止するために、例えば、誘導コイル２１と連結された誘導コイル２０の他端側には、誘導コイル２０、２１の内部に水道水を供給する図示しない水道水供給管が接続されている。 In addition, one end side of the center of each of the spirals of the induction coils 20 and 21 is connected via a connection fitting 22 by a connection pipe 25 formed by a copper tube 24 having a circular cross section whose outer side is covered with a heat insulating material 23. The other end sides of the induction coils 20 and 21 are paired and connected to a power source (not shown) to form one circuit. The power source is, for example, AC 200/220 V, 60 Hz, and 26 KvA, the output of the induction coils 20 and 21 is 20 kW at maximum, the frequency is 5 to 40 kHz, for example, 20 kHz, and the immersion nozzle 13 is, for example, 1200 to 1530 ° C. Heat. Further, in order to prevent heating of the induction coils 20 and 21 due to radiant heat and resistance heating when the immersion nozzle 13 is heated, for example, the induction coil 20 is connected to the other end side of the induction coil 20 connected to the induction coil 21. , 21 is connected to a tap water supply pipe (not shown) for supplying tap water.

ここで、図６に示すように、対向配置される誘導コイル２０、２１の巻き方向は、例えば、誘導コイル２０を浸漬ノズル１３の正面側に、誘導コイル２１を浸漬ノズル１３の背面側に配置したとし、誘導コイル２０側から誘導コイル２１側へ連結管２５を介して電流を流すと、誘導コイル２０及び誘導コイル２１に正面視して時計回りに電流が流れるようにしている。なお、誘導コイル２０、２１の巻き方向は、誘導コイル２０側から誘導コイル２１側へ連結管２５を介して電流を流した場合に、誘導コイル２０及び誘導コイル２１に正面視して反時計回りに電流が流れるようにしてもよく、また、誘導コイル２０、２１に流れる電流が逆方向としてもよい。 Here, as shown in FIG. 6, the winding directions of the induction coils 20, 21 arranged opposite to each other are arranged, for example, with the induction coil 20 on the front side of the immersion nozzle 13 and the induction coil 21 on the back side of the immersion nozzle 13. Assuming that the current flows from the induction coil 20 side to the induction coil 21 side via the connecting tube 25, the current flows clockwise through the induction coil 20 and the induction coil 21 as viewed from the front. The winding direction of the induction coils 20 and 21 is counterclockwise when the current is passed from the induction coil 20 side to the induction coil 21 side through the connecting tube 25 when viewed in front from the induction coil 20 and the induction coil 21. A current may flow through the induction coils 20, 21 and the current flowing through the induction coils 20, 21 may be in the reverse direction.

誘導コイル２０、２１は、浸漬ノズル１３を平面視して、誘導コイル２０、２１の巻き心方向が浸漬ノズル１３（例えば、軸心２６又は浸漬ノズル１３の中空部）と交差し、しかも、浸漬ノズル１３を側面視して、誘導コイル２０、２１の面が浸漬ノズル１３に対して、０度、すなわち、平行となるように配置され、誘導コイル２０、２１の巻き心方向が浸漬ノズル１３に対して９０度となっているので、浸漬ノズル１３に対して交差する磁力線（図示せず）が多く発生し、この磁力線が浸漬ノズル１３を通過して浸漬ノズル１３に渦電流（図示せず）を発生させ、この渦電流により浸漬ノズル１３が加熱される。これによって、浸漬ノズル１３の外表面を、その凹凸の影響が少なく、均一に加熱することができる。なお、誘導コイル２０、２１の面が浸漬ノズル１３に対して、例えば、０度を超え３０度以下で傾くように、誘導コイル２０、２１を配置してもよく、これによって、浸漬ノズル１３の例えば厚みの異なる各部位、特に、スラグライン部１７及び誘導コイル２０、２１の距離と、吐出孔１６及び誘導コイル２０、２１の距離とを異ならせ、浸漬ノズル１３を均一に加熱することができる。 The induction coils 20 and 21 have a plan view of the immersion nozzle 13, and the winding core direction of the induction coils 20 and 21 intersects with the immersion nozzle 13 (for example, the axial center 26 or the hollow portion of the immersion nozzle 13). When the nozzle 13 is viewed from the side, the surfaces of the induction coils 20 and 21 are arranged so that the surfaces of the induction coils 20 and 21 are parallel to the immersion nozzle 13, that is, parallel to the immersion nozzle 13. Since the angle is 90 degrees, many lines of magnetic force (not shown) intersect with the immersion nozzle 13 are generated, and these lines of magnetic force pass through the immersion nozzle 13 to cause an eddy current (not shown) in the immersion nozzle 13. The immersion nozzle 13 is heated by this eddy current. As a result, the outer surface of the immersion nozzle 13 can be heated uniformly with little influence of the unevenness. The induction coils 20 and 21 may be arranged so that the surfaces of the induction coils 20 and 21 are inclined with respect to the immersion nozzle 13 at, for example, more than 0 degree and 30 degrees or less. For example, it is possible to uniformly heat the immersion nozzle 13 by changing the distance between the portions having different thicknesses, in particular, the distance between the slag line portion 17 and the induction coils 20 and 21 and the distance between the discharge hole 16 and the induction coils 20 and 21. .

更に、予熱装置１０は、浸漬ノズル１３を高温ガスで加熱するガス加熱手段３０を有している。ガス加熱手段３０は、浸漬ノズル１３の吐出孔１６から浸漬ノズル１３内に差し込んで空気を供給する空気供給管３１と、浸漬ノズル１３の下方に配置され、エジェクター効果によって浸漬ノズル１３内にコークス炉ガス（ＣＯＧ）を供給するＣＯＧガス供給管３２とを有し、ＣＯＧを燃焼して生成した高温ガスによって、浸漬ノズル１３の内面を加熱することができる。また、図１に示すように、ガス加熱手段３０は、タンディッシュ１２の上部に設置されたタンディッシュカバー４０の貫通孔４１に配置された予熱バーナー４２を有し、予熱バーナー４２によってタンディッシュ１２内も同時に加熱可能となっている。予熱バーナー４２では、タンディッシュ１２内に配置された溶鋼のストッパー４３と、タンディッシュ１２の底部の溶鋼排出口４４に設けた上ノズル４５及び下ノズル４６と、スライディングノズル１４と、浸漬ノズル１３の上部とを加熱することができる。予熱装置１０では、誘導コイル２０、２１による誘導加熱及びガス加熱手段３０による高温ガスによって浸漬ノズル１３を加熱することができる。 Furthermore, the preheating device 10 has a gas heating means 30 for heating the immersion nozzle 13 with a high temperature gas. The gas heating means 30 is disposed below the immersion nozzle 13 by being inserted into the immersion nozzle 13 through the discharge hole 16 of the immersion nozzle 13 and the immersion nozzle 13, and the coke oven is provided in the immersion nozzle 13 by the ejector effect. It has a COG gas supply pipe 32 that supplies gas (COG), and the inner surface of the immersion nozzle 13 can be heated by a high-temperature gas generated by burning COG. Further, as shown in FIG. 1, the gas heating means 30 has a preheating burner 42 disposed in a through hole 41 of a tundish cover 40 installed at the upper part of the tundish 12, and the tundish 12 is provided by the preheating burner 42. The inside can be heated at the same time. In the preheating burner 42, a molten steel stopper 43 disposed in the tundish 12, an upper nozzle 45 and a lower nozzle 46 provided in a molten steel discharge port 44 at the bottom of the tundish 12, the sliding nozzle 14, and the immersion nozzle 13. The upper part can be heated. In the preheating device 10, the immersion nozzle 13 can be heated by induction heating by the induction coils 20 and 21 and high-temperature gas by the gas heating means 30.

次に、連続鋳造用浸漬ノズルの予熱装置１０を使用した連続鋳造用浸漬ノズル１３の予熱方法について説明する。
連続鋳造設備１１のタンディッシュ１２から溶鋼を鋳型に注湯する前に、タンディッシュ１２にスライディングノズル１４を介して取付けられた浸漬ノズル１３の外周面に沿って湾曲した２つの誘導コイル２０、２１を、それぞれの誘導コイル２０、２１の巻き心方向が浸漬ノズル１３に対して交差するように、浸漬ノズル１３の吐出孔１６及びスラグライン部１７の外表面近傍に配置する。更に、空気供給管３１を浸漬ノズル１３の吐出孔１６から浸漬ノズル１３の内部に、ＣＯＧガス供給管３２を浸漬ノズル１３の下方に配置する。また、タンディッシュ１２の上部にタンディッシュカバー４０を配置し、タンディッシュカバー４０の貫通孔４１に予熱バーナー４２を配置する。 Next, a method for preheating the continuous casting immersion nozzle 13 using the continuous casting immersion nozzle preheating device 10 will be described.
Before the molten steel is poured from the tundish 12 of the continuous casting equipment 11 into the mold, the two induction coils 20, 21 curved along the outer peripheral surface of the immersion nozzle 13 attached to the tundish 12 via the sliding nozzle 14. Are arranged in the vicinity of the discharge hole 16 of the immersion nozzle 13 and the outer surface of the slag line portion 17 so that the winding center direction of each induction coil 20, 21 intersects the immersion nozzle 13. Further, the air supply pipe 31 is disposed inside the immersion nozzle 13 from the discharge hole 16 of the immersion nozzle 13, and the COG gas supply pipe 32 is disposed below the immersion nozzle 13. Further, the tundish cover 40 is disposed on the tundish 12, and the preheating burner 42 is disposed in the through hole 41 of the tundish cover 40.

まず、ガス加熱手段３０によって、浸漬ノズル１３の内面及び上部を、例えば、７００℃以上の温度域（７００〜１１００℃程度）、例えば、１０００℃まで加熱する。この際には、空気供給管３１及びＣＯＧガス供給管３２からの高温ガスによって、浸漬ノズル１３の内面が加熱され、予熱バーナー４２によって浸漬ノズル１３の上部及びタンディッシュ１２内が加熱される。 First, the gas heating means 30 heats the inner surface and upper part of the immersion nozzle 13 to a temperature range of about 700 ° C. or higher (about 700 to 1100 ° C.), for example, 1000 ° C. At this time, the inner surface of the immersion nozzle 13 is heated by the high temperature gas from the air supply pipe 31 and the COG gas supply pipe 32, and the upper part of the immersion nozzle 13 and the inside of the tundish 12 are heated by the preheating burner 42.

浸漬ノズル１３の温度が、例えば、１０００℃程度となった後、誘導コイル２０、２１に接続された電源から、誘導コイル２０、２１に出力が最大２０ｋＷで、周波数が、５〜４０ｋＨｚ、例えば、２０ｋＨｚの電流を流して、浸漬ノズル１３を１２００〜１５３０℃、例えば、１４００℃に加熱する。浸漬ノズル１３の温度が７００℃以上の温度域で、誘導コイル２０、２１による誘導加熱を行うので、浸漬ノズル１３が７００℃以上に暴露される時間が短くなり、浸漬ノズル１３の耐火物１８に塗布された酸化防止剤の劣化を防止できる。なお、浸漬ノズルの温度が７００℃未満で誘導コイル２０、２１によって、誘導加熱を行ってもよいが、電気代が高くなるので、誘導コイル２０、２１による誘導加熱は、浸漬ノズル１３の温度が７００℃以上の温度域で行うのが好ましい。また、誘導コイル２０、２１による誘導加熱時には、ガス加熱手段３０による高温ガスでの加熱を行ってもよく、行わなくてもよい。 After the temperature of the immersion nozzle 13 reaches, for example, about 1000 ° C., the power supply connected to the induction coils 20 and 21 has a maximum output of 20 kW to the induction coils 20 and 21, and the frequency is 5 to 40 kHz. The immersion nozzle 13 is heated to 1200 to 1530 ° C., for example, 1400 ° C. by applying a current of 20 kHz. Since induction heating by the induction coils 20 and 21 is performed in a temperature range where the temperature of the immersion nozzle 13 is 700 ° C. or higher, the time during which the immersion nozzle 13 is exposed to 700 ° C. or more is shortened, and the refractory 18 of the immersion nozzle 13 Degradation of the applied antioxidant can be prevented. Induction heating may be performed by the induction coils 20 and 21 when the temperature of the immersion nozzle is less than 700 ° C. However, since the electricity bill becomes high, the induction heating by the induction coils 20 and 21 is performed at the temperature of the immersion nozzle 13. It is preferable to carry out in a temperature range of 700 ° C. or higher. Further, at the time of induction heating by the induction coils 20 and 21, heating with a high temperature gas by the gas heating means 30 may or may not be performed.

なお、浸漬ノズル１３の加熱終了後から溶鋼の注湯までに、浸漬ノズル１３の温度が低下するので、浸漬ノズル１３の加熱温度を溶鋼の温度よりも高く（１６００℃程度）するのが好ましい。また、加熱時には、誘導コイル２０、２１の内部に水道水を、例えば、４リットル／分で供給し、浸漬ノズル１３の輻射熱及び抵抗加熱による誘導コイル２０、２１の加熱を防止している。 In addition, since the temperature of the immersion nozzle 13 falls after completion | finish of the heating of the immersion nozzle 13 to the pouring of molten steel, it is preferable to make the heating temperature of the immersion nozzle 13 higher than the temperature of molten steel (about 1600 degreeC). Further, during heating, tap water is supplied into the induction coils 20 and 21 at, for example, 4 liters / minute to prevent the induction coils 20 and 21 from being heated by radiant heat and resistance heating of the immersion nozzle 13.

以上説明したように、誘導コイル２０、２１によって、浸漬ノズル１３の外表面に対して交差する方向に磁場を多く発生させることにより、浸漬ノズル１３の外表面の凹凸の影響を少なくして、浸漬ノズル１３を均一に加熱している。また、誘導コイル２０、２１を浸漬ノズル１３の外表面に沿って湾曲させて、誘導コイル２０、２１と浸漬ノズル１３との距離を一定にして、浸漬ノズル１３をより均一に加熱している。 As described above, the induction coils 20 and 21 reduce the influence of the unevenness on the outer surface of the immersion nozzle 13 by generating a large magnetic field in the direction intersecting the outer surface of the immersion nozzle 13, so that the immersion coil 13 is immersed. The nozzle 13 is heated uniformly. Further, the induction coils 20 and 21 are curved along the outer surface of the immersion nozzle 13 so that the distance between the induction coils 20 and 21 and the immersion nozzle 13 is constant, and the immersion nozzle 13 is heated more uniformly.

また、誘導コイル２０、２１を複数に分割して、浸漬ノズル１３に容易に着脱可能とし、特に、誘導コイル２０、２１を浸漬ノズル１３に着脱する際に、誘導コイル２０、２１と浸漬ノズル１３を摺動及び接触させず、浸漬ノズル１３及び誘導コイル２０、２１の劣化を防止している。更に、複数の誘導コイル２０、２１は、浸漬ノズル１３の外径に合わせて調整して配置できるので、従来のように浸漬ノズル１３の外径に合わせた様々な内径の円筒状の誘導コイルを必要とせず、非稼働の誘導コイルの予備品数を少なくできる。 In addition, the induction coils 20 and 21 are divided into a plurality of parts so that they can be easily attached to and detached from the immersion nozzle 13. In particular, when the induction coils 20 and 21 are attached to and detached from the immersion nozzle 13, the induction coils 20 and 21 and the immersion nozzle 13 are arranged. Are not slid and contacted, and the deterioration of the immersion nozzle 13 and the induction coils 20 and 21 is prevented. Further, since the plurality of induction coils 20 and 21 can be adjusted and arranged according to the outer diameter of the immersion nozzle 13, cylindrical induction coils having various inner diameters matched to the outer diameter of the immersion nozzle 13 as in the past. The number of spare parts for non-operating induction coils can be reduced.

また、誘導コイル２０、２１を、浸漬ノズル１３の吐出孔１６及びスラグライン部１７の外表面近傍に配置して、スポーリングし易い部位を均一に加熱し、浸漬ノズル１３の破損を防止している。更に、誘導コイル２０、２１では加熱し難い部位を、ガス加熱手段３０によって加熱するので、浸漬ノズル１３をより均一に加熱できる。 In addition, the induction coils 20 and 21 are arranged in the vicinity of the discharge hole 16 of the immersion nozzle 13 and the outer surface of the slag line portion 17 to uniformly heat a portion that is easily spalled, thereby preventing the immersion nozzle 13 from being damaged. Yes. Furthermore, since the part which is difficult to heat in the induction coils 20 and 21 is heated by the gas heating means 30, the immersion nozzle 13 can be heated more uniformly.

次に、本発明の作用効果を確認するためにシミュレーションを行った。
（シミュレーション１）
浸漬ノズルの外表面に沿って湾曲させた２つの誘導コイルを、浸漬ノズルの外周面全体に沿わせ、誘導コイルの巻き心方向が浸漬ノズルに対して垂直に交差するように配置して誘導加熱による予熱を行った後、連続鋳造を行った。 Next, a simulation was performed in order to confirm the effect of the present invention.
(Simulation 1)
Two induction coils curved along the outer surface of the immersion nozzle are placed along the entire outer peripheral surface of the immersion nozzle so that the winding core direction of the induction coil intersects perpendicularly to the immersion nozzle and induction heating After preheating with, continuous casting was performed.

（シミュレーション２）
浸漬ノズルの外表面に対して湾曲した４つの誘導コイルを、浸漬ノズルの吐出孔及びスラグライン部の外表面近傍に２つずつ沿わせ、各部位において対となる誘導コイルの巻き心方向が浸漬ノズルに対して垂直に交差し、しかも、各誘導コイルの巻き心方向が同一方向となるように配置して、誘導加熱による予熱を行った後、連続鋳造を行った。
（比較例１）
従来使用されている円筒状の誘導コイルを浸漬ノズルの外側に配置して誘導加熱による予熱を行った後、連続鋳造を行った。 (Simulation 2)
Four induction coils that are curved with respect to the outer surface of the submerged nozzle are placed two by two near the outer surface of the discharge hole of the submerged nozzle and the slug line part, and the winding core direction of the pair of induction coils is immersed in each part. The coils were arranged so as to intersect perpendicularly with respect to the nozzles, and the winding core directions of the induction coils were the same, and after preheating by induction heating, continuous casting was performed.
(Comparative Example 1)
A conventionally used cylindrical induction coil was placed outside the immersion nozzle and preheated by induction heating, and then continuous casting was performed.

シミュレーション１及び比較例１について、誘導コイルの寿命（連続鋳造に使用可能な回数比）指数を比較した。比較例１の誘導コイルの寿命指数（使用可能回数）を１とした場合、シミュレーション１では４とかなり高寿命となった。これは、従来の円筒状のコイルを使用した比較例１では、誘導コイル内への浸漬ノズルの着脱時、特に、加熱後に浸漬ノズルを誘導コイルから取り出す際に、誘導コイルの保護用の断熱材を損傷させ、激しい時には誘導コイルの絶縁性が低下等が発生しているが、シミュレーション１では、誘導コイルを２つに分割して着脱できるので、誘導コイルと浸漬ノズルが摺動しながら接触することがなくなり、浸漬ノズル及び誘導コイルの劣化を防止できるためであると解される。 About the simulation 1 and the comparative example 1, the lifetime (number ratio which can be used for continuous casting) index | exponent of an induction coil was compared. Assuming that the life index (usable number of times) of the induction coil of Comparative Example 1 is 1, in Simulation 1, the life is considerably long as 4. This is because in Comparative Example 1 using a conventional cylindrical coil, a heat insulating material for protecting the induction coil when the immersion nozzle is attached to and detached from the induction coil, particularly when the immersion nozzle is taken out of the induction coil after heating. In the simulation 1, the induction coil is divided into two parts and can be detached and attached, so that the induction coil and the immersion nozzle are in contact with each other while sliding. This is because the deterioration of the immersion nozzle and the induction coil can be prevented.

また、シミュレーション１及び比較例１について、連続鋳造を行う場合の設備費についてそれぞれ試算を行った。ここで、比較例１での誘導コイルの設備費指数を１とした場合、シミュレーション１では、０．２とかなり低くなった。これは、比較例１では、浸漬ノズルの外径に合わせて、様々な内径の誘導コイルが必要であり、その数が多くなると共に、浸漬ノズルや誘導コイルの昇降装置や非稼働の誘導コイルを保管するためのピット等の付帯設備が必要となって、設備費が増大している。なお、シミュレーション１では、２つに分割された誘導コイルを、浸漬ノズルの外径に合わせて配置できるので、非稼働の誘導コイルの予備品数を少なくできると共に、前記した付帯設備も必要なく、設備費が低く抑えられると解される。 Moreover, about the simulation 1 and the comparative example 1, each trial calculation was performed about the installation cost in the case of performing continuous casting. Here, when the equipment cost index of the induction coil in the comparative example 1 is 1, in the simulation 1, it is considerably low as 0.2. In Comparative Example 1, induction coils with various inner diameters are required in accordance with the outer diameter of the immersion nozzle. The number of induction coils increases, and the immersion nozzle, the induction coil lifting device, and the non-operational induction coil are installed. Incidental facilities such as pits for storage are required, and the facility costs are increasing. In addition, in the simulation 1, since the induction coil divided into two can be arranged according to the outer diameter of the immersion nozzle, the number of spare parts for the non-operational induction coil can be reduced, and the above-mentioned incidental equipment is not necessary, It is understood that the cost can be kept low.

更に、シミュレーション１及び比較例１によって加熱した浸漬ノズルの表面温度の差を比較した。浸漬ノズルの表面温度の差は、比較例１では４５０℃程度であったが、シミュレーション１では１６０℃程度とかなり小さくなった。これは、比較例１では、誘導コイルが円筒状であるため、浸漬ノズルと誘導コイルとの間隔を一定にすることができず、特にスラグライン部や吐出孔が加熱し易く高温となるが、シミュレーション１では、誘導コイルと浸漬ノズルの間隔を自在に変えることができると共に、誘導コイルを特に吐出孔に配置せずに、吐出孔付近の温度上昇を抑えることにより、浸漬ノズルの表面温度を均一にできたと解される。 Furthermore, the difference of the surface temperature of the immersion nozzle heated by the simulation 1 and the comparative example 1 was compared. The difference in the surface temperature of the immersion nozzle was about 450 ° C. in Comparative Example 1, but was considerably small, about 160 ° C. in Simulation 1. This is because in Comparative Example 1, since the induction coil is cylindrical, the interval between the immersion nozzle and the induction coil cannot be made constant, and in particular, the slag line part and the discharge hole are easily heated, In the simulation 1, the distance between the induction coil and the immersion nozzle can be freely changed, and the surface temperature of the immersion nozzle is made uniform by suppressing the temperature rise near the discharge hole without arranging the induction coil particularly in the discharge hole. It is understood that it was made.

また、シミュレーション１、２及び比較例１について、複数回の鋳造において発生した鋳造時のトラブル、すなわち、浸漬ノズルの亀裂及び破損の発生指数の試算を行った。浸漬ノズルの亀裂及び破損の発生指数は、比較例１を１とした場合、シミュレーション１及び２が０．１とかなり低くなった。これは、比較例１では、前記したように浸漬ノズルの表面温度差が大きく、浸漬ノズルの耐火物に塗布されている酸化防止剤の部分的な剥離や溶解が発生し、浸漬ノズルの酸化を防止できず、浸漬ノズルの部分的な異常酸化による強度低下や異常溶損が起こり、鋳造初期に浸漬ノズルの亀裂や折損等が発生するが、シミュレーション１及び２では、浸漬ノズルの表面を均一に加熱できるので、浸漬ノズルの異常酸化が起こらず、鋳造時のトラブルが低下したと解される。 Moreover, about simulation 1, 2, and the comparative example 1, the trial calculation of the trouble at the time of the casting | casting which generate | occur | produced in multiple times casting, ie, the generation | occurrence | production index of the crack of a submerged nozzle, and a damage was performed. The index of occurrence of cracks and breakage of the immersion nozzle was considerably low at 0.1 for simulations 1 and 2 when Comparative Example 1 was set to 1. This is because, in Comparative Example 1, the surface temperature difference of the immersion nozzle is large as described above, and the antioxidant applied to the refractory of the immersion nozzle is partially peeled off or dissolved to oxidize the immersion nozzle. In the simulations 1 and 2, the surface of the immersion nozzle is made uniform, although it cannot be prevented and strength reduction or abnormal melting damage occurs due to partial abnormal oxidation of the immersion nozzle, causing cracks or breakage of the immersion nozzle in the initial stage of casting. Since it can be heated, it is understood that the abnormal oxidation of the immersion nozzle does not occur and the trouble during casting is reduced.

更に、浸漬ノズルを、シミュレーション１に使用した誘導コイルのみを用いて加熱した場合（シミュレーション１）と、高温ガスによるガス加熱手段で７００℃以上かつ１１００℃以下まで加熱した後、シミュレーション１と同様の誘導コイルを併用して加熱した場合（シミュレーション３）と、ガス加熱手段のみで加熱した場合（比較例２）とを比較した。
図７に示すように、比較例２では、浸漬ノズルを６０分間で１１００℃程度までしか加熱できなかった。また、予熱終了から注湯の開始までの間（およそ１０分間）で浸漬ノズルの温度が７００℃程度まで下がり、高温の溶鋼との温度差によって、浸漬ノズルが破損する恐れがあった。 Further, when the immersion nozzle is heated using only the induction coil used in the simulation 1 (simulation 1), and after being heated to 700 ° C. or higher and 1100 ° C. or lower by a gas heating means using high-temperature gas, the same as in the simulation 1 The case where the induction coil was used in combination (Simulation 3) and the case where the induction coil was heated only (Comparative Example 2) were compared.
As shown in FIG. 7, in Comparative Example 2, the immersion nozzle could only be heated to about 1100 ° C. in 60 minutes. Moreover, the temperature of the immersion nozzle fell to about 700 ° C. from the end of preheating to the start of pouring (about 10 minutes), and the immersion nozzle could be damaged due to a temperature difference from the hot molten steel.

また、シミュレーション１では、加熱開始から１３分程度で浸漬ノズルを１４００℃まで加熱できたが、通常の連続鋳造の操業においては、浸漬ノズルの予熱は注湯のおよそ７０分前から開始するので、１４００℃での保持時間が長くなり、浸漬ノズルの酸化防止剤の剥離や溶解等が発生し、浸漬ノズルの亀裂や折損等が起こり易くなる。なお、予熱の開始を遅らせた場合には、緊急の注湯で予熱が間に合わない場合がある。 In simulation 1, the immersion nozzle could be heated to 1400 ° C. in about 13 minutes from the start of heating. However, in normal continuous casting operation, preheating of the immersion nozzle starts about 70 minutes before pouring, so The holding time at 1400 ° C. becomes longer, peeling or dissolution of the antioxidant of the immersion nozzle occurs, and the immersion nozzle is easily cracked or broken. In addition, when the start of preheating is delayed, preheating may not be in time for emergency pouring.

シミュレーション３では、浸漬ノズルをガス加熱手段で１０００℃まで加熱し、操業開始前に誘導コイルで誘導加熱を行って、浸漬ノズルを１４００℃にしている。なお、注湯開始時の浸漬ノズルの温度は、１１００℃程度であり、シミュレーション１に比べて、７００℃以上の暴露時間が短くなっているので、浸漬ノズルの破損を防止でき、安定して連続鋳造を行うことができる。また、浸漬ノズルと溶鋼の温度差が小さくできるので、浸漬ノズルを高強度及び高耐食性の材質への変更が可能となり、浸漬ノズルの軽量化が実現できる。 In the simulation 3, the immersion nozzle is heated to 1000 ° C. by the gas heating means, and induction heating is performed by the induction coil before the operation is started, so that the immersion nozzle is set to 1400 ° C. In addition, since the temperature of the immersion nozzle at the start of pouring is about 1100 ° C. and the exposure time of 700 ° C. or more is shorter than in simulation 1, the immersion nozzle can be prevented from being damaged and stably continuous. Casting can be performed. Further, since the temperature difference between the immersion nozzle and the molten steel can be reduced, the immersion nozzle can be changed to a material having high strength and high corrosion resistance, and the immersion nozzle can be reduced in weight.

本発明は、前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能であり、例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて本発明の連続鋳造用浸漬ノズルの予熱方法及び予熱装置を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
例えば、前記実施の形態の連続鋳造用浸漬ノズルの予熱方法及び予熱装置において、タンディッシュに取り外し可能に取付けた浸漬ノズルを加熱したが、タンディッシュに一体的に設けられた浸漬ノズルを加熱することもできる。また、浸漬ノズルをタンディッシュから取り外して加熱してもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed without changing the gist of the present invention. For example, some or all of the above-described embodiments and modifications are possible. The case where the continuous casting immersion nozzle preheating method and the preheating apparatus of the present invention are configured in combination is also included in the scope of the present invention.
For example, in the preheating method and the preheating device for the continuous casting immersion nozzle of the above embodiment, the immersion nozzle detachably attached to the tundish is heated, but the immersion nozzle integrally provided in the tundish is heated. You can also. Further, the immersion nozzle may be removed from the tundish and heated.

更に、前記実施の形態では浸漬ノズルの外側に２つの誘導コイルを配置したが、１又は３以上の誘導コイルを配置してもよい。また、誘導コイルを、浸漬ノズルに対して、浸漬ノズルの軸心を中心として相対的に回転させる回転手段を設けてもよく、これによって浸漬ノズルをより均一に加熱することができる。更に、誘導コイルは、浸漬ノズルの吐出孔及びスラグライン部のいずれか一方の外表面近傍に配置してもよい。また、エアーを浸漬ノズルの下部から供給し、ＣＯＧを浸漬ノズルの吐出孔から供給して高温ガスを得てもよい。 Furthermore, in the said embodiment, although the two induction coils were arrange | positioned outside the immersion nozzle, you may arrange | position one or three or more induction coils. Moreover, you may provide the rotation means which rotates an induction coil relatively centering on the axis center of an immersion nozzle with respect to an immersion nozzle, and this can heat an immersion nozzle more uniformly. Furthermore, you may arrange | position an induction coil in the outer surface vicinity of any one of the discharge hole of a submerged nozzle, or a slag line part. Alternatively, high temperature gas may be obtained by supplying air from the lower part of the immersion nozzle and supplying COG from the discharge hole of the immersion nozzle.

本発明の一実施の形態に係る連続鋳造用浸漬ノズルの予熱装置の使用状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the use condition of the preheating apparatus of the immersion nozzle for continuous casting which concerns on one embodiment of this invention. 同予熱装置で加熱される浸漬ノズルの断面図である。It is sectional drawing of the immersion nozzle heated with the same preheating apparatus. 同予熱装置の正面図である。It is a front view of the preheating device. 同予熱装置の側面図である。It is a side view of the preheating device. 同予熱装置の平面図である。It is a top view of the preheating device. 同予熱装置の誘導コイルの説明図である。It is explanatory drawing of the induction coil of the preheating apparatus. 浸漬ノズルの予熱時間と予熱温度の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the preheating time of an immersion nozzle, and preheating temperature.

符号の説明Explanation of symbols

１０：連続鋳造用浸漬ノズルの予熱装置、１１：連続鋳造設備、１２：タンディッシュ、１３：連続鋳造用浸漬ノズル、１４：スライディングノズル、１５：注湯口、１６：吐出孔、１７：スラグライン部、１８：耐火物、１９：アルゴンガス供給孔、２０、２１：誘導コイル、２２：連結金具、２３：断熱材、２４：銅管、２５：連結管、２６：軸心、３０：ガス加熱手段、３１：空気供給管、３２：ＣＯＧガス供給管、４０：タンディッシュカバー、４１：貫通孔、４２：予熱バーナー、４３：ストッパー、４４：溶鋼排出口、４５：上ノズル、４６：下ノズル 10: Preheating device for continuous casting immersion nozzle, 11: Continuous casting equipment, 12: Tundish, 13: Continuous casting immersion nozzle, 14: Sliding nozzle, 15: Pouring port, 16: Discharge hole, 17: Slag line section , 18: refractory material, 19: argon gas supply hole, 20, 21: induction coil, 22: connecting metal fitting, 23: heat insulating material, 24: copper pipe, 25: connecting pipe, 26: axial center, 30: gas heating means , 31: air supply pipe, 32: COG gas supply pipe, 40: tundish cover, 41: through hole, 42: preheating burner, 43: stopper, 44: molten steel discharge port, 45: upper nozzle, 46: lower nozzle

Claims (9)

連続鋳造設備のタンディッシュから溶鋼を鋳型に注湯する浸漬ノズルを、該浸漬ノズルの外周面に沿わせて配置した誘導コイルによって、注湯前に予め加熱する浸漬ノズルの予熱方法において、
前記誘導コイルの巻き心方向が前記浸漬ノズルに対して交差するように、該誘導コイルを配置し、該誘導コイルで該浸漬ノズルを誘導加熱することを特徴とする連続鋳造用浸漬ノズルの予熱方法。 In the preheating method of the immersion nozzle in which the immersion nozzle for pouring molten steel into the mold from the tundish of the continuous casting facility is preheated before pouring by an induction coil arranged along the outer peripheral surface of the immersion nozzle.
A method for preheating an immersion nozzle for continuous casting, wherein the induction coil is disposed so that a winding center direction of the induction coil intersects the immersion nozzle, and the immersion nozzle is induction-heated by the induction coil. . 請求項１記載の連続鋳造用浸漬ノズルの予熱方法において、前記誘導コイルを複数に分割していることを特徴とする連続鋳造用浸漬ノズルの予熱方法。 2. The method for preheating a continuous casting immersion nozzle according to claim 1, wherein the induction coil is divided into a plurality of pieces. 請求項１及び２のいずれか１項に記載の連続鋳造用浸漬ノズルの予熱方法において、前記誘導コイルは、少なくとも前記浸漬ノズルの吐出孔及びスラグライン部のいずれか一方又は双方の近傍に配置されていることを特徴とする連続鋳造用浸漬ノズルの予熱方法。 3. The method for preheating a continuous casting immersion nozzle according to claim 1, wherein the induction coil is disposed at least in the vicinity of one or both of a discharge hole and a slag line portion of the immersion nozzle. A preheating method for an immersion nozzle for continuous casting. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の連続鋳造用浸漬ノズルの予熱方法において、前記浸漬ノズルを前記タンディッシュに取付けた後、前記誘導コイルによる誘導加熱と共に、更に、高温ガスを併用して、前記浸漬ノズルを加熱することを特徴とする連続鋳造用浸漬ノズルの予熱方法。 The preheating method of the continuous casting immersion nozzle according to any one of claims 1 to 3, wherein after the immersion nozzle is attached to the tundish, in addition to induction heating by the induction coil, a high-temperature gas is further used in combination. And the preheating method of the immersion nozzle for continuous casting, wherein the immersion nozzle is heated. 請求項４記載の連続鋳造用浸漬ノズルの予熱方法において、前記浸漬ノズルの温度が少なくとも７００℃以上の温度域で、前記誘導コイルによる誘導加熱を行うことを特徴とする連続鋳造用浸漬ノズルの予熱方法。 The preheating method for the continuous casting immersion nozzle according to claim 4, wherein the induction heating is performed by the induction coil in a temperature range where the temperature of the immersion nozzle is at least 700 ° C or higher. Method. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の連続鋳造用浸漬ノズルの予熱方法において、前記浸漬ノズルを前記誘導コイルに対して、前記浸漬ノズルの軸心を中心として相対的に回転させることを特徴とする連続鋳造用浸漬ノズルの予熱方法。 The preheating method for a continuous casting immersion nozzle according to any one of claims 1 to 5, wherein the immersion nozzle is rotated relative to the induction coil around an axis of the immersion nozzle. A preheating method for a continuous casting immersion nozzle. 連続鋳造設備のタンディッシュから溶鋼を鋳型に注湯する浸漬ノズルを、注湯前に予め加熱する浸漬ノズルの予熱装置において、
前記浸漬ノズルの外周面に沿わせて複数に分割した誘導コイルを配置し、しかも、それぞれの前記誘導コイルの巻き心方向が前記浸漬ノズルに対して交差していることを特徴とする連続鋳造用浸漬ノズルの予熱装置。 In the preheating device of the immersion nozzle that preheats the immersion nozzle for pouring molten steel into the mold from the tundish of the continuous casting equipment,
For continuous casting, wherein an induction coil divided into a plurality of portions is arranged along the outer peripheral surface of the immersion nozzle, and the winding core direction of each induction coil intersects the immersion nozzle. Preheating device for immersion nozzle. 請求項７記載の連続鋳造用浸漬ノズルの予熱装置において、前記誘導コイルは、前記浸漬ノズルの外表面に沿って湾曲して形成されていることを特徴とする連続鋳造用浸漬ノズルの予熱装置。 8. The preheating device for a continuous casting immersion nozzle according to claim 7, wherein the induction coil is formed to be curved along an outer surface of the immersion nozzle. 請求項７及び８のいずれか１項に記載の連続鋳造用浸漬ノズルの予熱装置において、更に、前記浸漬ノズルを高温ガスで加熱するガス加熱手段が設けられていることを特徴とする連続鋳造用浸漬ノズルの予熱装置。 9. The continuous casting immersion nozzle preheating device according to claim 7, further comprising a gas heating means for heating the immersion nozzle with a high-temperature gas. Preheating device for immersion nozzle.
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