JP2008132504A - 連続鋳造用タンディッシュ - Google Patents
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Abstract
【課題】 微小介在物であっても効率良く浮上・分離することができ、且つ、既存のタンディッシュであっても簡単に仕様変更することのできる連続鋳造用タンディッシュを提供する。
【解決手段】 本発明の連続鋳造用タンディッシュ1は、タンディッシュの長さ方向中央部に取鍋からの溶鋼注入点4が設けられ、該溶鋼注入点を挟んでそれぞれの側に鋳型への溶鋼流出孔5が設置され、且つ、前記溶鋼注入点と前記溶鋼流出孔との間に、溶鋼を通すための貫通孔3を有する堰2が、前記溶鋼注入点を挟んで相対するようにして配置された連続鋳造用タンディッシュであって、前記溶鋼注入点と前記溶鋼流出孔とを結ぶ鉛直平面によってタンディッシュを2つの領域1A,1Bに分断したとき、相対する2つの堰に設けられた前記貫通孔が、それぞれ別の領域に配置されていることを特徴とする。
【選択図】 図1
【解決手段】 本発明の連続鋳造用タンディッシュ1は、タンディッシュの長さ方向中央部に取鍋からの溶鋼注入点4が設けられ、該溶鋼注入点を挟んでそれぞれの側に鋳型への溶鋼流出孔5が設置され、且つ、前記溶鋼注入点と前記溶鋼流出孔との間に、溶鋼を通すための貫通孔3を有する堰2が、前記溶鋼注入点を挟んで相対するようにして配置された連続鋳造用タンディッシュであって、前記溶鋼注入点と前記溶鋼流出孔とを結ぶ鉛直平面によってタンディッシュを2つの領域1A,1Bに分断したとき、相対する2つの堰に設けられた前記貫通孔が、それぞれ別の領域に配置されていることを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
本発明は、連続鋳造工程において取鍋から注入された溶鋼を鋳型に中継供給するためのタンディッシュに関し、詳しくは、タンディッシュ内に注入された溶鋼中の酸化物系非金属介在物を効率良く浮上分離することのできるタンディッシュに関するものである。
鋼の連続鋳造では、取鍋内の溶鋼を、取鍋底部に設置したロングノズル(「注入ノズル」ともいう)を通してタンディッシュに供給しながら、タンディッシュ内に所定量の溶鋼が滞在した状態で、タンディッシュ内の溶鋼を、タンディッシュ底部に設置した溶鋼流出孔を通して各鋳型に分配・注入し、鋳片を製造している。溶鋼中には脱酸生成物を起源とするアルミナなどの酸化物系非金属介在物(以下「介在物」と記す)が懸濁しており、溶鋼が凝固する際に介在物が凝固層の中に取り込まれてしまうと、薄鋼板などの最終製品において介在物性の欠陥を引き起こす。そのため、タンディッシュには、介在物を浮上分離させる機能も求められている。
タンディッシュ内で介在物を浮上・分離させるために、タンディッシュ内に堰を設置し、この堰によってタンディッシュ内の溶鋼流動を制御する方法が従来から行われており、介在物の少ない鋳片が製造できるようになってきた。しかし、粒径の小さい介在物は溶鋼中の浮上速度が極めて遅いために浮上分離が困難である。近年、軸受鋼などの高品質材料では非常に高い清浄性が求められており、微小な介在物も取り除くことのできる介在物分離方法が求められている。
介在物の浮上・分離を促進するために、これまでにも様々なタンディッシュが提案されている。例えば、特許文献1には、ロングノズルからの溶鋼注入点と鋳型への溶鋼流出孔との間に少なくとも2個の堰を有し、第1の堰はタンディッシュ内溶鋼浴の一方の側壁側であって且つ溶鋼浴の上方部の溶鋼流を遮断することができ、第2の堰はタンディッシュ内溶鋼浴の他方の側壁側であって且つ溶鋼浴の上方部の溶鋼流を遮断することができ、第1、第2の堰何れも堰の反対側の側壁側は溶鋼が流通することのできる連続鋳造用タンディッシュが開示されている。
また、特許文献2には、取鍋からタンディッシュへ溶鋼を注入するための溶鋼注入点と鋳型への溶鋼流出孔との間に、溶鋼を通すための貫通孔を複数有し、貫通孔の総面積がタンディッシュ内の溶鋼流路断面積の50%以下であり、更に、貫通孔の位置がタンディッシュの長さ方向で交互になるようにした多孔堰を複数設置した連続鋳造用タンディッシュが開示されている。
特開2005−103567号公報
特開2005−28376号公報
しかしながら上記従来技術には以下の問題点がある。
即ち、特許文献1は、堰を設置することにより、ロングノズルから注入された溶鋼流が直接溶鋼流出孔から流出することを妨げ、介在物が浮上・分離できるだけの滞留時間を確保する方法であるが、微小な介在物の浮上速度は遅いので、滞留時間を増加しただけでは十分に浮上・分離できず、従って、特許文献1では、微小介在物の多くは溶鋼流出孔から鋳型内に流出してしまうという問題点がある。
特許文献2は、複数の貫通孔を有する堰を多段配置することによって溶鋼の一様流れを作り、溶鋼注入点から溶鋼流出孔への溶鋼の短絡流を防止する方法であるが、一様流れにしただけでは浮上速度の遅い微小介在物は十分に浮上・分離できず、従って、特許文献2では、微小介在物の多くは溶鋼流出孔から鋳型内に流出してしまうという問題点がある。また、各堰の貫通孔を偏心させて交互に配置し、整流効果を高めているが、溶鋼注入点を中心として対になっている貫通孔は偏心させていない。そのために、堰内部に旋回流が起こらず、微小介在物の分離が不十分である。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、微小介在物であっても効率良く浮上・分離することができ、且つ、既存のタンディッシュであっても簡単に仕様変更することのできる連続鋳造用タンディッシュを提供することである。
上記課題を解決するための第1の発明に係る連続鋳造用タンディッシュは、タンディッシュの長さ方向中央部に取鍋からの溶鋼注入点が設けられ、該溶鋼注入点を挟んでそれぞれの側に鋳型への溶鋼流出孔が設置され、且つ、前記溶鋼注入点と前記溶鋼流出孔との間に、溶鋼を通すための貫通孔を有する堰が、前記溶鋼注入点を挟んで相対するようにして配置された連続鋳造用タンディッシュであって、前記溶鋼注入点と前記溶鋼流出孔とを結ぶ鉛直平面によってタンディッシュを2つの領域に分断したとき、相対する2つの堰に設けられた前記貫通孔が、それぞれ別の領域に配置されていることを特徴とする。
第2の発明に係る連続鋳造用タンディッシュは、第1の発明において、前記貫通孔の軸心位置を通る直線と前記溶鋼注入点との距離をLとし、前記堰の溶鋼注入点に近い側の側面と前記溶鋼注入点との距離をMとしたときに、L/Mが0.8以上2.0以下であることを特徴とする。
本発明に係る連続鋳造用タンディッシュによれば、溶鋼注入点を挟んで相対して設置される2つの堰に、溶鋼注入点と溶鋼流出孔とを結ぶ鉛直平面によってタンディッシュを2つの領域に分断したときに、それぞれ別の領域に貫通孔を設置しているので、相対する2つの堰で囲まれた領域には溶鋼の旋回流が発生し、この旋回流によって介在物の浮上・分離が促進され、清浄性の高い鋳片を製造することができる。また、貫通孔の軸心位置を通る直線と溶鋼注入点との距離Lと、堰の溶鋼注入点に近い側の側面と溶鋼注入点との距離Mとの比(L/M))を適切な範囲とすることによって、より一層前記旋回流を安定化させることができ、更に効率良く介在物を分離させることができる。
また更に、本発明に係る連続鋳造用タンディッシュの構成は、堰に設置する貫通孔を所定の位置に規定するだけであり、設備の追加や周辺設備の改造の必要がなく、既存のタンディッシュにおいても本発明を適用することができる。この場合、従来から堰が設置されていたタンディッシュにおいては、貫通孔の位置を本発明の範囲に変更するだけであり、コストアップを来すことなく、本発明を適用することができる。
以下、添付図面を参照して本発明を具体的に説明する。図1は、本発明に係る連続鋳造用タンディッシュの概略平面図、図2は、本発明に係る連続鋳造用タンディッシュの概略側断面図である。
図1及び図2に示すように、本発明に係る連続鋳造用タンディッシュ1は、タンディッシュ1の長さ方向中央部に、取鍋(図示せず)からの溶鋼の供給位置である溶鋼注入点4が設けられ、この溶鋼注入点4を挟んで長さ方向のそれぞれの側に、鋳型(図示せず)へ溶鋼を分配・供給するための溶鋼流出孔5が設置されており、そして、溶鋼注入点4と溶鋼流出孔5との間には、堰2が、溶鋼注入点4を挟んで相対するようにして配置されている。それぞれの堰2には貫通孔3が設けられており、溶鋼注入点4に供給された溶鋼9は貫通孔3を通って溶鋼流出孔5に流れるようになっている。取鍋の底部にはロングノズル6が設置されており、このロングノズル6を通って、取鍋に収容された溶鋼9は溶鋼注入点4に向けて注入されるようになっている。
溶鋼注入点4と溶鋼流出孔5とを結ぶ直線をQとしたとき、直線Qを通る鉛直平面によってタンディッシュ1を、タンディッシュ1の幅方向で第1の領域1Aと第2の領域1Bとの2つの領域に分断したとき、相対する2つの堰2に設けられた貫通孔3がそれぞれ別の領域に配置されるように、貫通孔3は配置されている。つまり、一方の堰2の貫通孔3が第1の領域1Aに配置されたならば、他方の堰2の貫通孔3は第2の領域1Bに配置されるようになっている。尚、貫通孔3は水平方向に向けて設置する必要はなく、貫通孔3の出口に向かって下向き或いは上向であっても構わない。また、貫通孔3の断面積は堰2の内側と外側とで同一である必要はなく、末広がりとしてもまたはその逆としても構わない。
堰2に、このようにして貫通孔3を設けることにより、図3に示すように、相対する2つの堰2の貫通孔3から流出する溶鋼排出流8によって2つの堰2で囲まれた領域(「堰内部」と呼ぶ)には、旋回する向きの溶鋼9の流れつまり旋回流が引き起こされる。同時に、堰内部には、ロングノズル6から流入する溶鋼9によって、大きな運動エネルギーが供給されているので、貫通孔3によって引き起こされた堰内部の小さな旋回流が運動エネルギーを受け取って大きな旋回流7へと成長し、この旋回流7によって溶鋼9に懸濁していた介在物は堰内部で効率良く浮上・分離される。尚、図3は、2つの堰2で囲まれた領域における溶鋼流動を模式的に示す平面図である。
ここで、貫通孔3は、旋回流7の形成を容易とするために、図1に示すように、それぞれの堰2に配置される貫通孔3が、前述したようにそれぞれ別の領域に配置された上で、更に、溶鋼注入点4を中心軸として軸対称になるように配置することが好ましい。
また、旋回流7が十分な流速を安定して維持するために、図1に示すように、貫通孔3の軸心位置を通る直線をPとし、この直線Pと溶鋼注入点4との距離をLとし、堰2の溶鋼注入点4に近い側の側面と溶鋼注入点4との距離をMとしたときに、L/Mが0.8以上2.0以下となるように、堰2及び貫通孔3を設置することが好ましい。タンディッシュ内の溶鋼流動は、タンディッシュ1の長さの比、例えば本発明の場合ではL/Mが同等であれば、長さの絶対値が変化してもほぼ同様の流れになることが経験的に分っている。この観点から考察した結果、L/Mが2.0を超えると、溶鋼注入点4と堰2との距離Mが近くなり過ぎて、溶鋼注入点4と堰2との間を旋回流7が流れ難くなり、旋回流7が弱くなる。一方、L/Mが0.8未満になると、溶鋼注入点4と堰2との距離Mが離れ過ぎ、図4に示すように、堰内部の貫通孔3に向いた溶鋼9の流れの一部は旋回流とならず、一部の流れは旋回流7を妨げる逆向きの逆向き流10となり、旋回流7が弱くなる。従って、旋回流7が介在物を分離できる十分な旋回流速を得るためには、L/Mを0.8以上2.0以下とすることが好ましい。尚、図4は、L/Mが0.8未満のときの堰内部の溶鋼流動を模式的に示す平面図である。
尚、図1及び図2では、堰2には貫通孔3がそれぞれ1つのみ設置されているが、貫通孔3をそれぞれの堰2に2つ以上設置しても構わない。但し、複数の貫通孔3を有する場合には、貫通孔のうちで最も断面積の大きい貫通孔が、上記に説明したように、直線Qを通る鉛直平面によってタンディッシュ1を2つの領域に分断したとき、それぞれ別の領域に配置されるようにする必要がある。当然ながら、他の貫通孔も、旋回流7の安定化のためには、同じ領域に配置されることが好ましい。また、図1及び図2では、堰2が溶鋼注入点4と溶鋼流出孔5との間にそれぞれ1つのみ設置されているが、それぞれの側に複数の堰2を設置しても構わない。但し、複数の堰2を設ける場合には、溶鋼注入点4に最も近い位置に設置される堰に対して、上記説明の貫通孔3を設ける必要がある。更に、図1及び図2では、溶鋼流出孔5が、溶鋼注入点4を挟んで長さ方向のそれぞれの側に1つのみ設置されているが、溶鋼注入点4をそれぞれの側に2つ以上設置しても構わない。但し、この場合には、溶鋼注入点4と溶鋼流出孔5とを結ぶ直線として、溶鋼注入点4に最も近い位置に設置される溶鋼流出孔と溶鋼注入点4とを結ぶ直線とする。また更に、溶鋼注入点4に向けてロングノズル6を介して溶鋼を注入せずに、例えば取鍋の底部から堰内部の全体をArガス雰囲気とし、取鍋の流入孔から溶鋼注入点4に向けて溶鋼を注入するようにしても構わない。
このような構成の本発明に係る連続鋳造用タンディッシュ1によれば、溶鋼注入点4を挟んで相対して設置される2つの堰2に、溶鋼注入点4と溶鋼流出孔5とを結ぶ鉛直平面によってタンディッシュ1を2つの領域に分断したときに、それぞれ別の領域に貫通孔3を設置するので、堰内部には溶鋼9の旋回流7が発生し、この旋回流7によって介在物の浮上・分離が促進され、清浄性の高い鋳片を製造することが可能となる。
溶鋼容量が30トン、溶鋼注入点位置における幅が1000mm、溶鋼注入点位置における深さが1000mm、全長が5000mmである、図1に示すタンディッシュを用いて溶鋼の連続鋳造を実施した。具体的には、厚みが200mmの堰を用い、この堰に直径200mmの貫通孔を水平方向に向けて配置し、貫通孔の軸心位置を通る直線Pと溶鋼注入点との距離Lと、堰と溶鋼注入点との距離Mとを変化させ、L/Mが0.50〜4.00の範囲の5種類のタンディッシュ(本発明例1〜5)を使用し、外径が150mmのロングノズルを用い、溶鋼鋳造量を5トン/分として連続鋳造した。本発明例1〜5の全てのタンディッシュにおいて、貫通孔は溶鋼注入点を中心軸とする軸対称に配置した。
また比較のために、図6に示すような、溶鋼注入点を通り、タンディッシュを長手方向で2分する面に対して鏡面対称の位置に貫通孔を有する従来のタンディッシュを用いた連続鋳造も実施した。従来のタンディッシュでは、距離Lを2水準とする2種類のタンディッシュ(比較例1〜2)を使用した。これらの比較例のタンディッシュでは、堰及び貫通孔の設置条件以外の条件は、上記の本発明例のタンディッシュと同一にし、鋳造条件は本発明例の場合と同一にした。表1に、本発明例1〜5及び比較例1〜2における堰及び貫通孔の設置条件を示す。
鋳造後、鋳片から試料を切り出して採取し、試料中の介在物含有量を超音波探傷法により調査し、この介在物含有量によって鋳片の清浄性を評価した。清浄性を評価する際に、比較例1の介在物含有量を1.0とする指数によって評価した。
本発明例1〜5及び比較例1〜2における介在物含有量の調査結果を図5に示す。図5は、比較例1の介在物含有量を基準として指数化して表示している。図5からも明らかなように、本発明例1〜5では介在物含有量が比較例1及び比較例2に比べて減少し、溶鋼の清浄性が向上することが確認できた。
1 連続鋳造用タンディッシュ
1A 第1の領域
1B 第2の領域
2 堰
3 貫通孔
4 溶鋼注入点
5 溶鋼流出孔
6 ロングノズル
7 旋回流
8 溶鋼排出流
9 溶鋼
10 逆向き流
1A 第1の領域
1B 第2の領域
2 堰
3 貫通孔
4 溶鋼注入点
5 溶鋼流出孔
6 ロングノズル
7 旋回流
8 溶鋼排出流
9 溶鋼
10 逆向き流
Claims (2)
- タンディッシュの長さ方向中央部に取鍋からの溶鋼注入点が設けられ、該溶鋼注入点を挟んでそれぞれの側に鋳型への溶鋼流出孔が設置され、且つ、前記溶鋼注入点と前記溶鋼流出孔との間に、溶鋼を通すための貫通孔を有する堰が、前記溶鋼注入点を挟んで相対するようにして配置された連続鋳造用タンディッシュであって、
前記溶鋼注入点と前記溶鋼流出孔とを結ぶ鉛直平面によってタンディッシュを2つの領域に分断したとき、相対する2つの堰に設けられた前記貫通孔が、それぞれ別の領域に配置されていることを特徴とする連続鋳造用タンディッシュ。 - 前記貫通孔の軸心位置を通る直線と前記溶鋼注入点との距離をLとし、前記堰の溶鋼注入点に近い側の側面と前記溶鋼注入点との距離をMとしたときに、L/Mが0.8以上2.0以下であることを特徴とする、請求項1に記載の連続鋳造用タンディッシュ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006318413A JP2008132504A (ja) | 2006-11-27 | 2006-11-27 | 連続鋳造用タンディッシュ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006318413A JP2008132504A (ja) | 2006-11-27 | 2006-11-27 | 連続鋳造用タンディッシュ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2008132504A true JP2008132504A (ja) | 2008-06-12 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2006318413A Pending JP2008132504A (ja) | 2006-11-27 | 2006-11-27 | 連続鋳造用タンディッシュ |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2008132504A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107812929A (zh) * | 2017-11-06 | 2018-03-20 | 重庆大学 | 一种中间包及其湍流控制装置 |
-
2006
- 2006-11-27 JP JP2006318413A patent/JP2008132504A/ja active Pending
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CN107812929A (zh) * | 2017-11-06 | 2018-03-20 | 重庆大学 | 一种中间包及其湍流控制装置 |
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