JP4542631B2 - スラブを製造するための方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、連続鋳造機において鋳造速度ｖ＜３ｍ／ｍｉｎで厚さＤ＞１００ｍｍのスラブを製造するための方法であって、出湯容器から浸漬ノズルを介して鋳型に溶湯が供給され、湯溜り床を包み込む鋳片凝固殻が吐出口側で湾曲型連続鋳造機の鋳片案内ロール内に引き抜かれる工程を含む方法、およびそれに適した装置に関する。
【０００２】
Ｓｔｅｅｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ６６（１９９５）第７号、２８７〜２９３頁、“Ｆｌｏｗ ｄｙｎａｍｉｃｓ ｉｎ ｔｈｉｎ ｓｌａｂ ｃａｓｔｅｒ ｍｏｕｌｄｓ”によると、タンデッシュに固着された浸漬ノズルが鋳型内に突出した実験装置が公知である。そこで使用される鋳型は厚さ約６０ｍｍであって、薄スラブ製造設備の典型的な寸法のものであり、吐出口を有する浸漬ノズル（上記文献の図１０）を利用する場合、スラブの湯溜り床中深くに突出する中央噴流が生成する。
【０００３】
他の構成（上記文献の図４）では浸漬ノズルの吐出口に邪魔要素を設けてあり、この邪魔要素は浸漬ノズルの短辺面に設けられた２つの孔へと液体溶湯を転向させる。上記文献の図５が示すように、各流線が２つの部分流を発生し、高エネルギーを有する溶湯の渦流化が生じる。
【０００４】
ドイツ特許公報第ＤＥ４３２０７２３号により、特に薄スラブを鋳造するための浸漬ノズルが公知であり、このノズルは平行に形成された側壁からなる下側部分を有する。下側部分への入口の前に横路が設けられており、この横路は下側流れ竪穴の広がり方向に溶湯流を偏向させる。この浸漬ノズルの短辺面は互いに平行に配置されている。
前記公報による公知の浸漬ノズルは、比較的高速で適宜な深さにまで湯溜り床中に入り込む鋳込流を生成する。
【０００５】
本発明の目的は、不純物の濃縮化を防止し、特に耐酸性ガス鋼等を湾曲型連続鋳造機でも鋳造可能にするスラブ製造方法およびそれに適した装置を提供することである。
【０００６】
本発明は方法請求項１および装置請求項２の特徴部分の特徴によってその目的を達成する。
【０００７】
本発明によれば、鋳型に供給される液体溶湯（以下供給溶湯という）は前面を広くして鋳片引抜き速度に比べて高い速度でスラブの液体湯溜り床中に入る。供給溶湯は横断面が矩形断面であり、湯溜り床内で２ｍを超えない深さにおいてスラブと同じ速度になる。
【０００８】
鋳型内に入る溶湯の供給速度ｖ_Kは鋳片引抜き速度ｖ_Bに対してｖ_K：ｖ_B＝６：１〜６０：１の関係にある。
【０００９】
本発明の有利な１構成では、供給溶湯が、断面が矩形に構成されている浸漬ノズルの鋤状部分（以下浸漬ノズルという）から湯溜り床中に案内される。浸漬ノズルの短辺面の内法幅ｄは鋳型の短辺面の内法幅Ｄに対してｄ：Ｄ＝１：３〜１：４０の関係にあり、浸漬ノズルの長辺面の内法幅ｂは鋳型の長辺面の内法幅Ｂに対してｂ：Ｂ＝１：７〜１：１．２の関係にある。
【００１０】
浸漬ノズルを出た溶湯Ｓの流線Ｓ _A はスラブ引抜き方向に対してα＝１５〜３０°の幅角度で湯溜り床中に流入する。鋳型の短辺面に関して、供給溶湯はＴ＝０．１〜１．５×Ｄの深さで湯溜り床Ｓ _B に遭遇する。このために、使用する浸漬ノズルの短辺面壁は中心軸線（Ｉ）を基準に１５〜３０°の角度αに開いている。浸漬ノズルの鋳込部吐出口の自由断面積ａは鋳型の内側断面積Ａに対してａ：Ａ＝１：３０〜１：３００の関係にある。その際、浸漬ノズルの短辺面の内法幅ｄは鋳型の短辺面の内法幅Ｄに対してｄ：Ｄ＝１：３〜１：４０の関係にある。
【００１１】
本発明の方法によって鋳型内で生成される断面は、更に、鋳型内の湯面の領域内で溶湯の運動とパウダに関するその挙動とに肯定的な影響を及ぼす。
【００１２】
本発明に従って鋳造すると、意外なことに、スラブ断面にわたって周知の濃度差が現れず、また非金属介在物に関して純度が大巾に向上することが確認された。
【００１３】
非金属純度に対して、また例えば耐酸性ガス鋼等において要請されるような無偏析性に対して厳しい条件が要求される鋼等用のスラブの製造が、本発明方法によって可能となる。
【００１４】
更に、本発明に従って鋳造すると、鋳片凝固殻内にある湯溜り床中への鋼の流入速度を下げることによって、完全凝固時間が短縮され、表面品質の向上に関して特別な２次冷却を低減することができる。
【００１５】
図１に示す出湯容器１１には、浸漬ノズル１２が固着されている。浸漬ノズル１２は管状部分１３と吐出口側に鋤（すき）状部分１４とを有し、この鋤状部分は短辺面１６と長辺面１７とを備えている。管状部分１３から鋤状部分１４への移行領域に絞り１５が設けられている。
【００１６】
鋤状部分１４の吐出口側は、鋳型２１内に充填された溶湯Ｓ内に配置され、溶湯Ｓの深さＴ_Tにまで達している。鋳型２１は短辺面２２と長辺面２３とを有する。
【００１７】
図１には溶湯Ｓの流線Ｓ_Aと供給溶湯Ｓ_Zと湯溜り床Ｓ_Bが示されている。図によれば、鋳型の長辺面２３に関して、流線Ｓ_Aは鋳片凝固殻Ｋによって取り囲まれた溶湯Ｓ中に深さＬに至るまで入り込むのがわかる。供給される溶湯の流線Ｓ_Aは速度ｖ_Kを有する。浸漬ノズル１２の短辺面１６の領域内で流線Ｓ_Aは中心軸線Ｉに対して角度αを有し、鋳型の短辺面２２に向かって比較的速やかに移動し、湯面Ｐの領域内で鋳型２１の中心に向かおうとする。
【００１８】
図２は、図１のＡ−Ａ線による断面を示し、この図において、鋳型２１は短辺面２２と長辺面２３とを有し、これらの面は、短辺面の内法幅Ｄ、長辺面の内法幅Ｂおよび内側断面積Ａとで矩形を形成する。また、鋳型２１の空洞内の中心に配置された浸漬ノズル１２は長辺面１７と短辺面１６とを有し、これらの面が内法幅ｂ、内法幅ｄおよび自由断面積ａとで矩形を形成している。
【００１９】
図３に断面を略示した連続鋳造機は、湾曲型連続鋳造機であり、出湯容器１１と浸漬ノズル１２とを有し、ノズル１２は管状部分１３と鋤状部分１４を有する。１７は鋤状部分の長辺面を示す。浸漬ノズル１２の部分１３、１４の移行領域に絞り１５が配置されている。鋤状部分１４の吐出口は鋳型２１内にある溶湯Ｓ中に深さＴ_Tに至るまで突出している。
【００２０】
図示のように、鋳型２１の長辺面２３の吐出口側にはスラブによって鋳片凝固殻Ｋが形成され、この鋳片凝固殻Ｋは湯溜り床エンドＳ_Sに至るまで溶湯Ｓを取り囲んでいる。鋳型２１に後続して鋳片案内ロール２４が配置されている。
【００２１】
供給溶湯Ｓ_Zは速度ｖ_Kで鋳型２１内にある湯溜り床Ｓ_B中に、短辺面２２に関して深さＴにまで入り込む。湯溜り床の速度ｖ_Bはスラブの引抜き速度に、従って鋳片凝固殻Ｋの引抜き速度に一致する。
上記深さＬと深さＴとは、図示のように、Ｔ＜Ｌの関係にある。
【図面の簡単な説明】
【図１】連続鋳造装置の浸漬ノズルと鋳型領域を示す、鋳型の長辺面に関する縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線による断面図である。
【図３】湾曲型連続鋳造機の縦断面図であり、鋳型の短辺面に関するものである。
【符号の説明】
１１ 出湯容器
１２ 浸漬ノズル
１３ 管状部分
１４ 鋤状部分
１５ 絞り
１６ 浸漬ノズルの短辺面
１７ 浸漬ノズルの長辺面
２１ 鋳型
２２ 鋳型短辺面
２３ 鋳型長辺面
２４ 鋳片案内ロール
Ｉ 中心軸線
Ｋ 鋳片凝固殻
Ｐ 湯面
Ｓ 溶湯
Ｓ_Z 供給溶湯
Ｓ_B 湯溜り床
Ｓ_S 湯溜り床エンド
Ｔ 短辺面での溶湯浸入深さ
Ｔ_T 浸漬ノズルの浸漬深さ
Ｌ 長辺面での溶湯浸入深さ
ｖ_K 供給溶湯の流れ速度
ｖ_B 鋳片の引抜き速度（湯溜り床の速度）
α 開き角
ａ 浸漬ノズル吐出口の自由断面積
ｂ 浸漬ノズルの長辺面の内法幅
ｄ 浸漬ノズルの短辺面の内法幅
Ａ 鋳型の内側断面積
Ｂ 鋳型の長辺面の内法幅
Ｄ 鋳型の短辺面の内法幅

Claims (2)

1. 連続鋳造機によって鋳造速度ｖ＜３ｍ／ｍｉｎで厚さＤ＞１００ｍｍのスラブを製造する方法であって、連続鋳造機の出湯容器（１１）から浸漬ノズル（１２）を介して鋳型（２１）に溶湯を供給し、鋳型（２１）の吐出口側において湯溜り床（Ｓ_B）を包み込む鋳片凝固殻（Ｋ）を形成し、これを湾曲型連続鋳造機の鋳片案内ロール（２４）内に引き抜く工程を含み、
   浸漬ノズル（１２）と鋳型（２１）の横断面を矩形に形成し、
   浸漬ノズル（１２）の短辺面（１６）の内法幅（ｄ）を鋳型（２１）の短辺面（２２）の内法幅（Ｄ）に対してｄ：Ｄ＝１：３〜１：４０の関係にし、浸漬ノズル（１２）の長辺面（１７）の内法幅（ｂ）を鋳型（２１）の長辺面（２３）の内法幅（Ｂ）に対してｂ：Ｂ＝１：７〜１：１．２の関係にし、供給溶湯Ｓ _z が鋳型（２１）に入り込む速度（ｖ _K ）を鋳片引抜き速度（ｖ _B ）に対してｖ _K ：ｖ _B ＝６：１〜６０：１の関係にしたものにおいて、
   浸漬ノズル（１２）を管状部分（１３）と鋤状部分（１４）とから形成し、鋤状部分（１４）の中部と下部には絞り（１５）を設けず、浸漬ノズルの管状部分（１３）から鋤状部分（１４）への移行領域に絞り（１５）を設けて鋤状部分（１４）に流入する溶湯主流の速度を低減し流れ形状を変え、
   浸漬ノズル（１２）の鋤状部分（１４）の短辺面（１６）は中心軸線（Ｉ）を基準に１５〜３０°の角度（α）に開いて形成し、供給溶湯の流線（Ｓ_A）が鋳型（２１）の短辺面（２２）向きに、スラブ引抜き方向に対して１５〜３０°の角度（α）で湯溜り床（Ｓ_B）中に流れ込み、その一部が湯面Ｐの領域内で鋳型の中心に向うようにし、浸漬ノズル（１２）を介して供給される溶湯Ｓ_zが、鋳型（２１）の短辺面（２２）に関して、湯面Ｐを基準にしてＴ＝０．１〜１．５×Ｄの深さ（Ｔ）で湯溜り床（Ｓ_B）に遭遇するようにし、
   供給溶湯（Ｓ_Z）は、その流線（Ｓ_A）が、横断面で矩形断面をなして、鋳型（２１）の長辺面（２３）に関して、湯面Ｐを基準にして２ｍを越えない深さ（Ｌ）で湯溜り床（Ｓ _B ）中に入り込み、スラブの速度と同じ速度となるように案内し、
   上記（Ｔ）と（Ｌ）はＴ＜Ｌの関係にあるようにしたことを特徴とするスラブを製造する方法。
2. 請求項１の方法によってスラブを製造するための連続鋳造装置であって、
   出湯容器（１１）に浸漬ノズル（１２）を連結し、浸漬ノズル（１２）が管状部分（１３）と鋤状部分（１４）を備え、鋤状部分（１４）の下部を鋳型（２１）内に設置し、
   浸漬ノズル（１２）の鋤状部分（１４）と鋳型（２１）の横断面を矩形に形成し、
   鋳型（２１）の短辺面の内法幅（Ｄ）をＤ＞１００ｍｍとし、
   浸漬ノズル（１２）の短辺面（１６）の内法幅（ｄ）を鋳型（２１）の短辺面（２２）の内法幅（Ｄ）に対してｄ：Ｄ＝１：３〜１：４０になるように形成し、浸漬ノズル（１２）の長辺面（１７）の内法幅（ｂ）を鋳型（２１）の長辺面（２３）の内法幅（Ｂ）に対してｂ：Ｂ＝１：７〜１：１．２になるように形成し、
   浸漬ノズル（１２）の鋳込部吐出口の自由断面積（ａ）が鋳型（２１）の内側断面積（Ａ）に対してａ：Ａ＝１：３０〜１：３００になるように形成したものにおいて、
   浸漬ノズル（１２）の鋤状部分（１４）の中部と下部には絞り（１５）を設けず、浸漬ノズルの管状部分（１３）から鋤状部分（１４）への移行領域に絞り（１５）を設け、浸漬ノズル（１２）を介して鋳型（２１）内に溶湯を案内し、絞り（１５）が鋤状部分（１４）に流入する溶湯主流の速度を低減し流れ形状を変えるようにし、
   矩形横断面を有する鋤状部分（１４）を、その短辺面（１６）が中心軸線（Ｉ）に対して流れ方向に開き角（α）＝１５〜３０°を有するように構成したことを特徴とする連続鋳造装置。

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