JP5645736B2 - 連続鋳造用浸漬ノズル - Google Patents
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Description
前記一対の第一の吐出孔が、前記下部の短辺側の側壁の一部を形成する矩形状断面からなる仕切部によって上段吐出孔と下段吐出孔にそれぞれ仕切られ、一対の前記仕切部間には、前記流路の長辺側の両内壁から内方にそれぞれ突出し、一方の前記仕切部から他方の前記仕切部まで水平方向に延在する突条部が形成され、
前記一対の第二の吐出孔は、該第二の吐出孔の傾斜面を延長した仮想面が前記流路内で交差するように、前記管体の中心軸に関して対称に配置されていることを特徴としている。
ここで、「管体の下端面」とは、管体の外から該管体の底部を見たときに見える面のことである。また、第二の吐出孔の開口面積Aは、管体の下端面位置におけるスリットの開口面積を含むものとする。
第一の吐出孔14(上段吐出孔14a、下段吐出孔14b、及び仕切部22)、第二の吐出孔16、突条部15、並びにスリット17の最適形状を確定するため、上記構成からなる浸漬ノズル10の模型を作製して水モデル試験を実施した。以下、実施した水モデル試験について説明する。
第一の吐出孔14については、水平方向の幅をa、鉛直方向の幅をbとし、仕切部22の鉛直方向の幅をbe、第一の吐出孔14の上端から仕切部22の鉛直方向の幅の1/2までの鉛直距離をceとする(図2(A)参照)。また、突条部15の突出高さをai、突条部15の鉛直方向の幅をbi、第一の吐出孔14の上端位置から突条部15の鉛直方向の幅の1/2までの鉛直距離をciとする(図2(B)参照)。但し、水モデル試験では、be=bi、ce=ciとした。また、仕切部22の水平方向の厚さは短辺側側壁18と同じ厚さとした。
浸漬ノズル10は、矩形状の扁平断面の長辺方向が鋳型の長辺方向と平行となるようにしたうえで、鋳型の中央に配置した。また、第一の吐出孔14の上端と水面(湯面)との距離は145mmとした。
PIVによれば、鋳型全体や任意の位置における流れをベクトルとして可視数値化することができる。また、浸漬ノズルの吐出孔付近における非定常流を連続的な動きとして解析することが可能となる。
全ての実施例及び比較例1以外の比較例には、円筒状の上部と、矩形状の扁平断面とされ、底部を有する下部と、円筒状の上部と矩形状の扁平断面とされた下部とを繋ぐテーパー部とからなる管体(全長:985mm、底部の外形:182mm×46mm)を使用した。そして、比較例1以外の比較例には、特許文献1記載の連続鋳造用浸漬ノズル、即ち、第一及び第二の吐出孔、突条部、及びスリットを有し、仕切部の無い浸漬ノズルを使用した。上記各試験体の基本諸元(試験項目を除く。)は次の通りである。
ci=57.5mm、bi=25mm、b=115mm、ai=5mm、a=26mm、、e=26mm、e’=143mm、d=16mm、α=24度、第一の吐出孔の上下端部の曲率半径=13mm、ci/b=0.5、bi/b=0.22、ai/a=0.19、A/A’=0.05、d/a=0.62
b=109mm、a=25mm、e’=110mm
なお、前記左右の湯面流速の平均値(平均湯面流速Vav)の臨界値0.2〜0.55m/secは、シミュレーション、水モデル試験等、並びに操業との関連を種々調査した結果得られた知見である。また、左右の湯面流速は、鋳型短辺と浸漬ノズル間の中心位置、即ち鋳型短辺から鋳型長辺幅の1/4位置における値である。また、スループット値は、溶鋼比重/水比重=7.0として溶鋼換算した値である。
なお、上記結果より、仕切部は第一の吐出孔の中央部(ci/b=0.5)に限定されるわけではなく、下段吐出孔のほうが上段吐出孔に比べて大きくなる場合もあるし、その逆の場合もあることがわかる。また、以降のグラフにおいて、横軸がゼロの試験体(◆で示された試験体)は、突条部が無い比較例1を示している。
Claims (6)
- 上端部が溶鋼の流入口とされ、該流入口から下方に延びる流路が内部に形成された、底部を有する管体の少なくとも下部の外形及び前記流路が矩形状の扁平断面とされ、前記下部の短辺側の両側壁に前記流路と連通する一対の第一の吐出孔が対向して形成されると共に、前記流路と連通する一対の第二の吐出孔が前記底部に形成されてなる連続鋳造用浸漬ノズルであって、
前記一対の第一の吐出孔が、前記下部の短辺側の側壁の一部を形成する矩形状断面からなる仕切部によって上段吐出孔と下段吐出孔にそれぞれ仕切られ、一対の前記仕切部間には、前記流路の長辺側の両内壁から内方にそれぞれ突出し、一方の前記仕切部から他方の前記仕切部まで水平方向に延在する突条部が形成され、
前記一対の第二の吐出孔は、該第二の吐出孔の傾斜面を延長した仮想面が前記流路内で交差するように、前記管体の中心軸に関して対称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。 - 請求項1記載の連続鋳造用浸漬ノズルにおいて、前記第一の吐出孔と前記第二の吐出孔とを連通するスリットが形成されている連続鋳造用浸漬ノズル。
- 請求項1又は2記載の連続鋳造用浸漬ノズルにおいて、前記仕切部の鉛直方向の幅をbe、前記第一の吐出孔の上端から前記仕切部の鉛直方向の幅の1/2までの鉛直距離をce、前記突条部の鉛直方向の幅をbi、前記第一の吐出孔の上端から前記突条部の鉛直方向の幅の1/2までの鉛直距離をciとすると、be=bi、ce=ciである連続鋳造用浸漬ノズル。
- 請求項3記載の連続鋳造用浸漬ノズルにおいて、前記第一の吐出孔の水平方向の幅をa、鉛直方向の幅をb、前記突条部の突出高さをaiとすると、ci/b=0.2〜0.72、ai/a=0.07〜0.28、bi/b=0.07〜0.38である連続鋳造用浸漬ノズル。
- 請求項4記載の連続鋳造用浸漬ノズルにおいて、前記第二の吐出孔の傾斜面のうち、前記管体の底部側に形成された傾斜面が水平面となす角度をα、前記管体の下端面位置における前記各第二の吐出孔の開口面積の和をA、前記第一の吐出孔の直上位置における前記流路の水平断面積をA'とすると、α=10〜45度、A/A'=0.03〜0.45である連続鋳造用浸漬ノズル。
- 請求項4又は5記載の連続鋳造用浸漬ノズルにおいて、前記スリットの幅をdとすると、d/a=0.28〜1.0である連続鋳造用浸漬ノズル。
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