JP3322647B2 - 薄スラブ鋳造用扁平ノズル - Google Patents
薄スラブ鋳造用扁平ノズルInfo
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Description
ノズルに係わり、特に製品品質の低下を招かずに安定な
鋳造ができ、長時間使用可能な薄スラブ鋳造用扁平ノズ
ルに関する。
mm)連続鋳造設備(以下CCと記す。)を採用した薄
板(熱間圧延)製造プロセスが実用化され、ミニミルを
主体に世界的規模で普及しつつある。
プミルが直結した設備レイアウトになっており、スラブ
加熱工程の省略および省エネルギーの効果が注目され、
それを実現するための技術の一環として、連続鋳造側で
の薄スラブ化を図るための技術開発が行われている。
ノズルが使用されるスラブ鋳造用モールドの幅(200
〜350mm)に比較して、扁平浸漬ノズルが使用され
る薄スラブ用モールドの幅(50〜150mm)は極端
に狭くなっており、かつ浸漬ノズル内の溶鋼の流速も大
きくなっている。このようなことから、モールド内の溶
鋼の流れには、通常スラブ鋳造時には考えられない諸現
象が見られる。
溶鋼Sの偏流があり、この偏流は扁平浸漬ノズル31の
側壁部32に設けられ通常の吐出孔形状を有する吐出孔
33から溶鋼SをモールドM1に流出させる場合に発生
する。
いが、この偏流が発生すると、モールド31内の溶鋼S
の湯面S1の左右高さに差異が生じ、湯面S1の変動が
激しくなり、湯面S1上のモールドパウダが凝固シェル
内に侵入して、安定な鋳造が得られず、鋼品質の低下を
招いていた。
は、モールドと浸漬ノズルの間隔が十分あるため問題な
いが、薄スラブを鋳造するモールドでは、モールドと扁
平ノズルの間隔が狭く、長時間使用すると成長した付着
物が凝固シェルに接触、溶着し、扁平ノズル先端が凝固
シェルによって引きちぎられる危険があるため、鋳造時
間が制限されていた。
を招かずに安定な鋳造ができ、長時間使用可能な薄スラ
ブ鋳造用扁平ノズルが要望されており、本発明は製品品
質の低下を招かずに安定な鋳造ができ、長時間使用可能
な薄スラブ鋳造用扁平ノズルを提供することを目的とす
る。
になされた本願請求項1の発明は、溶融金属流通路を有
し断面形状が長方形の扁平なノズル本体と、このノズル
本体の一端に設けられ溶融金属流通路に連通する溶融金
属の流入口と、前記ノズル本体の他端に設けられ溶融金
属流通路に連通する溶融金属の吐出孔を有する薄スラブ
鋳造用扁平ノズルにおいて、前記吐出孔は前記ノズル本
体の短辺側壁から底面部に亘って形成され、かつ前記吐
出孔の一外周部を形成する前記短辺側壁の一端部を先細
勾配にし、その水平面となす角度αと、前記吐出孔の一
外周部を形成する前記底面部の一端部を末広勾配にし、
その水平面となす角度βとが、
ることを要旨としている。
面部におけるノズル本体の長辺側壁方向の切欠き長さ
が、短辺側壁の一端部の肉厚の75〜200%の範囲内
であることを特徴とする薄スラブ鋳造用扁平ノズルであ
ることを要旨としている。
平ノズルの実施の形態を添付図面を参照して説明する。
ブ鋳造用扁平ノズル1は、耐火物製で断面形状が長方形
の扁平なノズル本体2と、このノズル本体2を貫通して
設けられた溶融金属流通路3と、この溶融金属流通路3
に連通しノズル本体2の一端に設けられた溶融金属の流
入口4と、ノズル本体2の他端に設けられた溶融金属の
吐出孔5を有する。
から底面部7に亘って形成され、吐出孔5の一外周部9
を形成する短辺側壁6の一端部9は、先端にいくほど断
面積が減少する先細勾配に形成され、その水平面となす
角度αは0°≦α≦60°、例えば45°である。
る他の一外周部10を形成する底面部7の一端部11
は、先にいくほど断面積が増加する末広勾配であり、そ
の水平面となす角度βは30°≦β≦80°、例えば6
0°に形成されている。
ル本体2の長辺側壁12方向の切欠き長さ(T)は、短
辺側壁6の一端部9の肉厚tの75〜200%の範囲
内、すなわちT/tの比が例えば150%になるように
形成されている。
角度αを0°≦α≦60°としたのは、上向きの吐出孔
では扁平ノズル1の浸漬深さを浅くすることができない
ことから外周部における付着物成長の抑制が図れないた
めであり、αが60°より大きいと、モールド内の溶鋼
湯面付近における扁平ノズル1周りの流速が小さいの
で、溶鋼表面において扁平ノズル1周りで凝固し、鋳片
の表面品質に有害な地金付きが発生するためである。
す角度βを30°≦β≦80°としたこと、およびノズ
ル本体2の長辺側壁12方向の切欠き長さ(T)と短辺
側壁6の一端部9の肉厚tの関係T/tを75〜200
%の範囲内にしたのは、αが30°未満の傾斜角度およ
び切欠き長さTが75%未満では下向きの溶鋼流量が少
なく、扁平ノズル1の浸漬深さを浅くすることができな
いため、外周部における付着物の成長を抑制できないか
らである。
長さTを一端部9の肉厚tの75%に絞っても、また2
00%より大きい切欠き長さTでは吐出孔5の角度βを
30°にして下向き角度を緩やかにしても、下向き溶鋼
流量が大きく、溶鋼湯面S0付近における扁平ノズル1
周りやモールド短辺壁近傍の溶鋼の流速が小さいのでモ
ールド内の溶鋼表面において扁平ノズル周りで溶網が凝
固し、鋳片の表面品質にとって有害な地金付きが発生す
るためである。
ノズル1の使用状態について説明する。
7が扁平なモールドM内の上層部に配置させ、流入口
4、溶融金属流通路3および吐出孔5を介して溶融金属
例えば溶鋼SをモールドMに供給して、吐出孔5を含む
ノズル本体2の一部を溶鋼Sに浸漬させる。モールドM
に供給された溶鋼SはモールドM外に排出され、新たな
溶鋼Sが吐出孔5に供給される。
ノズル本体2の吐出孔5は短辺側壁6から底面部7に亘
って設けられているので、ノズル本体2の周りやモール
ドMの短辺壁近傍の溶鋼Sの流速が増大し、加えてモー
ルドMへの下向きの溶鋼流量が増大するため、モールド
M内での扁平ノズル1の浸漬深さを浅くすることがで
き、これにより扁平ノズル1の先端外周部(主に長辺側
壁12側)へのアルミナクラスタなどの付着層成長の抑
制、および付着層とモールドMの周壁に付着する金属粉
の塊である凝固シェルとの接触を回避できる。
軸Xに対して軸対称かつ底面部7により離間されて2個
形成されているので、図4に示すように、溶融金属流通
路3を流れる溶鋼Sは底面部7に当たり、方向を変えて
吐出され、モールド短辺壁、モールド長辺壁およびノズ
ル本体2近傍に溶鋼流れを作る。この溶鋼流れにより、
扁平ノズル1の先端外周部における付着層の成長は抑制
される。従って、扁平ノズル1を長時間使用できる。
る一端部9の水平面となす角度αを0°≦α≦60°と
したので、溶鋼流れを適度に下向きにすることができ、
扁平ノズル1の浸漬深さを浅くすることができて、ノズ
ル本体2の外周部における付着層の成長の抑制が図れ、
さらにモールドM内の溶鋼湯面付近における扁平ノズル
1周りの流速を適度に大きくできるので、溶鋼表面にお
いて扁平ノズル1周りで溶鋼Sが凝固し、鋳片の表面の
品質に有害な地金付きを発生させるのを防止することが
できる。従って、品質良好な薄スラブを得ることができ
る。
す角度βを30°≦β≦80°とし、ノズル本体2の長
辺側壁12方向の切欠き長さ(T)を短辺側壁6の一端
部9の肉厚tの75〜200%の範囲内にしたので、下
向きの溶鋼流量が増加し、扁平ノズルの浸漬深さを浅く
することができるため、ノズル本体2外周部における付
着層の成長を抑制できる。
7に亘り、中心軸Xに軸対称に2個設け、吐出孔5の外
周部を形成する一端部9の角度αを0°≦α≦60°と
し、底面部7の一端部11の水平面となす角度βを30
°≦β≦80°とし、ノズル本体2の長辺側壁12方向
の切欠き長さ(T)を短辺側壁6の一端部9の肉厚tの
75〜200%の範囲内にしたので、溶鋼は偏流を起こ
さず、図5に示すような均一の流れとなるため湯面S0
高さに差が生じず、湯面S0 上のモールドパウダを凝固
シェルに侵入させて鋼品質を低下させることがない。
ズル1の浸漬深さを浅くすることができるため、ノズル
本体2外周部における付着層の成長を抑制できる。従っ
て、鋼品質の低下を招かずに安定な鋳造ができ、長時間
使用可能な扁平ノズルを提供することができる。
連続鋳造試験を行った。角度αを0°、30°、60°
にそれぞれ固定して、角度β、ノズル吐出孔部壁面厚さ
(t)と吐出孔の下端面における切欠きのノズル長辺側
壁方向への長さ(T))との比T/tを変化させ、扁平
ノズル先端外周部長辺側壁側の付着層厚さを測定した。
実験結果を表1に示す。
°、角度β=30〜80°、T/t=75〜200%の
範囲内(太線黒枠内)の吐出孔形状では、先端外周部に
おける付着層成長の抑制が図れ、鋳造時間300min
の完鋳できた。
に変化させると、表1からわかるように、角度α=0〜
60°、角度β=30〜80°の範囲内の吐出孔形状で
あっても付着層の凝固シェルヘの接触によると推定され
る扁平ノズルの先端の落下(先端落ち)やモールド内溶
鋼表面の扁平ノズル周辺部への地金付きが発生し、鋳造
が途中でストップしたり、鋳片表面に欠陥が発生した。
1からわかるように、角度α=0〜60°、T/t=7
5〜200%の範囲内の吐出孔形状であっても付着層の
凝固シェルヘの接触によると推定される扁平ノズルの先
端の落下やモールド内溶鋼表面の扁平ノズル周辺部への
地金付きが発生し、鋳造が途中でストップしたり、鋳片
表面に欠陥が発生した。
鋼の連続鋳造試験を行った。角度α−5°(上向き5
°),65°にそれぞれ固定して、角度β、T/tを変
化させて、扁平ノズル先端外周部長辺側壁側の付着層厚
みを測定した。試験結果を表2に示す。この実験での鋳
造条件は、上記実施例の場合と同様である。
65°においては角度β=30〜80°、T/t=75
〜200%の範囲内の吐出孔形状であっても、付着層の
凝固シェルヘの接触によると推定される扁平ノズルの先
端の落下やモールド内溶鋼表面の扁平ノズル周辺部への
地金付きが発生し、鋳造が途中でストップしたり、鋳片
表面に欠陥が発生した。
ルによれば、製品品質の低下を招かずに安定な鋳造がで
き、長時間使用可能な扁平ノズルを提供することができ
る。
着層の成長は抑制され、扁平ノズルを長時間使用でき、
溶鋼は偏流を起こさず、均一な流れとなるため湯面高さ
に差が生じず、湯面上のモールドパウダを凝固シェルに
侵入させて鋼品質を低下させることもなく、ノズル本体
の外周部における付着層の成長の抑制が図れ、鋳片の表
面の品質に有害な地金付きを発生させるのを防止するこ
とができる。
断面図。
ルの平面図。
2B−B線に沿う断面図。
ルのA部拡大図。
用状態を示す説明図。
示す説明図。
Claims (2)
- 【請求項1】 溶融金属流通路を有し断面形状が長方形
の扁平なノズル本体と、このノズル本体の一端に設けら
れ溶融金属流通路に連通する溶融金属の流入口と、前記
ノズル本体の他端に設けられ溶融金属流通路に連通する
溶融金属の吐出孔を有する薄スラブ鋳造用扁平ノズルに
おいて、前記吐出孔は前記ノズル本体の短辺側壁から底
面部に亘って形成され、かつ前記吐出孔の一外周部を形
成する前記短辺側壁の一端部を先細勾配にし、その水平
面となす角度αと、前記吐出孔の一外周部を形成する前
記底面部の一端部を末広勾配にし、その水平面となす角
度βとが、 【数1】 であることを特徴とする薄スラブ鋳造用扁平ノズル。 - 【請求項2】 上記吐出孔の底面部におけるノズル本体
の長辺側壁方向の切欠き長さが、短辺側壁の一端部の肉
厚の75〜200%の範囲内であることを特徴とする請
求項1に記載の薄スラブ鋳造用扁平ノズル。
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