JP6179336B2 - Tundish apparatus and molten metal continuous casting method - Google Patents

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Description

本発明は、非金属介在物の少ない鋳片の連続鋳造を行うことができる溶融金属の連続鋳造用タンディッシュ装置及びこれを用いた連続鋳造方法に関する。   The present invention relates to a molten metal continuous casting tundish apparatus capable of continuously casting a slab with few nonmetallic inclusions and a continuous casting method using the same.

連続鋳造設備とは、溶融金属を鋳造してスラブ、ビレット等を製造する設備である。   The continuous casting equipment is equipment for producing slabs, billets and the like by casting molten metal.

連続鋳造においては、溶融金属の温度低下を防止するために、タンディッシュ装置内において溶融金属を攪拌することが通常行われる。さらに、鋳型に一定温度範囲の溶融金属を注入するために誘導加熱により溶融金属を加熱する技術が利用されている。   In continuous casting, in order to prevent a temperature drop of the molten metal, it is usually performed to stir the molten metal in a tundish apparatus. Furthermore, a technique of heating the molten metal by induction heating is used to inject the molten metal in a certain temperature range into the mold.

非特許文献1には、鋳型に注入する溶融金属の温度を一定範囲とすることを目的として誘導加熱とプラズマ加熱を施す方法が開示されている。   Non-Patent Document 1 discloses a method of performing induction heating and plasma heating for the purpose of keeping the temperature of the molten metal injected into the mold within a certain range.

特許文献1には、タンディッシュ内の受湯室と出湯室との間にチャネルを設けて溶融金属を移動させ、かつ、誘導電流により誘導加熱を行うことで、溶融金属の温度低下を抑制し、非金属介在物の巻き込みを抑制する方法を開示している。   In Patent Document 1, a channel is provided between the hot water receiving chamber and the tapping chamber in the tundish to move the molten metal, and induction heating is performed by induction current, thereby suppressing the temperature drop of the molten metal. Discloses a method for suppressing entrainment of non-metallic inclusions.

そこで、特許文献1に開示されたタンディッシュ内の受湯室と出湯室との間にチャネルを設けて溶融金属を移動させ、かつ、誘導電流により誘導加熱を行うことで、溶融金属の温度低下を抑制し、非金属介在物の巻き込みを抑制する方法を実施する従来のタンディッシュ装置(以下、「従来のタンディッシュ装置」という。)の概要およびその問題点について、図5〜図8を用いて説明する。   Therefore, the temperature of the molten metal is lowered by providing a channel between the hot water receiving chamber and the hot water chamber in the tundish disclosed in Patent Document 1 to move the molten metal and performing induction heating with an induction current. FIG. 5 to FIG. 8 are used to describe the outline and problems of a conventional tundish apparatus (hereinafter, referred to as “conventional tundish apparatus”) that implements a method for suppressing entrainment of non-metallic inclusions. I will explain.

図6は、従来のタンディッシュ装置を上から見たときの断面図に基づいて電流の流れを説明する図である。   FIG. 6 is a diagram illustrating the flow of current based on a cross-sectional view of a conventional tundish device as viewed from above.

図6において、1はタンディッシュ装置、2は取鍋からの溶融金属注入ノズル、3は受湯室、4は出湯室、32は従来チャネル、8は鋳型への流出口、10は電流が流れる方向であり、鉄心6に巻かれた誘導コイル7により誘導される交流電流が矢印のように受湯室3、出湯室4、チャネル5を双方向に流れる。このように交流電流が双方向に流れることで溶融金属が加熱される。   In FIG. 6, 1 is a tundish device, 2 is a molten metal injection nozzle from a ladle, 3 is a hot water receiving chamber, 4 is a hot water discharge chamber, 32 is a conventional channel, 8 is an outlet to the mold, and 10 is an electric current. The alternating current induced by the induction coil 7 wound around the iron core 6 flows through the hot water receiving chamber 3, the hot water chamber 4, and the channel 5 as shown by arrows. In this way, the molten metal is heated by the alternating current flowing in both directions.

ここで、従来チャネル32の耐火物は角型のブロックの中を円柱状にくり抜いたものを使用し、その中には、次に説明する従来スリーブ31が装備される。   Here, the conventional refractory material of the channel 32 uses a rectangular block hollowed out in a cylindrical shape, and a conventional sleeve 31 described below is provided therein.

図7は、従来スリーブ31を説明する図である。   FIG. 7 is a view for explaining the conventional sleeve 31.

スリーブは適正な発熱量となるように小径のノズル状の円筒耐火物が使用され、その内径は発熱量が最大となるように設計され、図5あるいは図6に記載され従来チャネル32として使用される。   The sleeve is made of a small-diameter, nozzle-shaped cylindrical refractory so as to have an appropriate amount of heat generation, and its inner diameter is designed to maximize the amount of heat generation, and is used as the conventional channel 32 shown in FIG. 5 or FIG. The

図5は、従来のタンディッシュ装置内の溶融金属の主な流れ(以下、「主流」という。)9を説明する図である。   FIG. 5 is a diagram for explaining a main flow (hereinafter referred to as “main flow”) 9 of molten metal in a conventional tundish apparatus.

図5(a)は従来のタンディッシュ装置を上から見た断面図であり、図5(b)は従来のタンディッシュ装置を側面から見た断面図である。   FIG. 5A is a cross-sectional view of a conventional tundish device viewed from above, and FIG. 5B is a cross-sectional view of the conventional tundish device viewed from the side.

図5(a)および(b)に示すように、溶融金属の主流9は、溶融金属は取鍋からの溶融金属注入ノズル2から受湯室3に投入され、2つの従来チャネル32を経由して出湯室4に流れ、鋳型への流出口8から鋳造に必要な量の溶融金属が供給されている。一定量の溶融金属が流出口8から鋳型に供給することを目的として、例えば、受湯室3の溶融金属の湯面は出湯室4の溶融金属の湯面より高くなっている。   As shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), the molten metal main stream 9 is fed into the hot water receiving chamber 3 from the molten metal injection nozzle 2 from the ladle and passes through the two conventional channels 32. The molten metal flows into the hot water discharge chamber 4 and is supplied from the outlet 8 to the mold in an amount necessary for casting. For the purpose of supplying a certain amount of molten metal from the outlet 8 to the mold, for example, the molten metal surface of the hot water receiving chamber 3 is higher than the molten metal surface of the molten metal chamber 4.

しかしながら、図5および図6に示すように、一定量の溶融金属を鋳型に供給しながら従来タンディッシュに従来チャネル32を設けて交流電流を通電することで誘導加熱を行う方法を実施すると鋳型内に流入する非金属介在物を強く攪拌し、非金属介在物の浮上分離を阻害するという問題を生じさせる。   However, as shown in FIGS. 5 and 6, when a method of performing induction heating by providing a conventional channel 32 in a conventional tundish and energizing an alternating current while supplying a certain amount of molten metal to the mold, The non-metallic inclusions flowing into the container are vigorously stirred to cause a problem of inhibiting the floating separation of the non-metallic inclusions.

以下、図8を用いてこの問題について説明する。   Hereinafter, this problem will be described with reference to FIG.

図8(c)は、従来のスリーブ31を用いて従来チャネル32を形成したときの外向流21が作られるつくるメカニズムを説明するためのイメージ図である。   FIG. 8C is an image diagram for explaining a mechanism for creating the outward flow 21 when the conventional channel 32 is formed by using the conventional sleeve 31.

図8(c)において、従来スリーブ31の内部には強い電流が流れることにより、スリーブ11の内部にはピンチ力P3が発生する。また、スリーブ11の両端は受湯室3あるいは出湯室4のような広い空間につながっているため、スリーブ11の両端に強い噴射力をP2作る。この強い噴射力P2が外向流21発生の根源となる。   In FIG. 8 (c), a pinch force P <b> 3 is generated inside the sleeve 11 due to a strong current flowing inside the conventional sleeve 31. Further, since both ends of the sleeve 11 are connected to a wide space such as the hot water receiving chamber 3 or the hot water discharge chamber 4, a strong injection force P2 is generated at both ends of the sleeve 11. This strong injection force P2 becomes the source of the outward flow 21 generation.

図8(b)は、外向流21と侵入流22を説明する図である。   FIG. 8B illustrates the outward flow 21 and the intrusion flow 22.

図8(b)において、20はチャネル内部の溶融金属の流れであり、21は外向流のイメージを表し、22は侵入流のイメージを表す。   In FIG. 8 (b), 20 is the flow of molten metal inside the channel, 21 represents the image of the outward flow, and 22 represents the image of the intrusion flow.

さて、受湯室3の溶融金属の湯面は出湯室4の溶融金属の湯面より高くなっていることから、一定量の溶融金属を鋳型に供給しており、溶融金属は受湯室3側のチャネル開口部(以下、「チャネル入口」という。)から出湯室4側のチャネル開口部(以下、「チャネル出口」という。)に向かって一定の流量で流る。   Now, since the molten metal surface of the hot water receiving chamber 3 is higher than the molten metal surface of the hot water chamber 4, a certain amount of molten metal is supplied to the mold, and the molten metal is supplied to the hot water receiving chamber 3. From the side channel opening (hereinafter referred to as “channel inlet”) toward the channel opening (hereinafter referred to as “channel outlet”) on the tapping chamber 4 side.

その結果、チャネル入口およびチャネル出口においてその中心軸近傍では、チャネルの外側に向けた流れである外向流21をつくり、チャネル入口およびチャネル出口においてその中心軸から離れたチャネルの外周近傍ではチャネルの内側に向けた流れである侵入流22をつくる。   As a result, an outward flow 21 that flows toward the outside of the channel is created in the vicinity of the central axis at the channel inlet and the channel outlet, and an inner side of the channel near the outer periphery of the channel away from the central axis at the channel inlet and the channel outlet. An intrusion flow 22 that is a flow toward the

さらに、外向流21が発生すると、従来のスリーブ31を用いて従来チャネル32を形成したときには、溶融金属の「支流」を作り出すこととなる。ここでいう「支流」とは外向流により生じる主流とは異なる溶融金属の流れをいい、図8(a)の29に相当する流れである。   Further, when the outward flow 21 is generated, when the conventional channel 32 is formed using the conventional sleeve 31, a “branch” of molten metal is created. The “branch flow” here refers to a flow of molten metal different from the main flow generated by the outward flow, and corresponds to a flow 29 in FIG.

図8(a)は、図5ないし図6に示すタンディッシュ装置の半分を模式的に描いたものであり、受湯室3と出湯室4が従来チャネル32を形成する従来スリーブ31により接続され、当該従来チャネル32に流入する前および流出した後の溶融金属の支流29が描かれている。   FIG. 8A schematically shows a half of the tundish apparatus shown in FIGS. 5 to 6. The hot water receiving chamber 3 and the hot water chamber 4 are connected by a conventional sleeve 31 that forms a conventional channel 32. The tributary 29 of the molten metal before and after flowing into the conventional channel 32 is depicted.

ここで、外向流21の速度は侵入流に比して大きく、電磁流体解析によれば、外向流の速度は1〜2m/s程度となり、外向流21に起因して発生する支流29は非金属介在物の浮上分離を阻害する。   Here, the speed of the outward flow 21 is larger than that of the intrusion flow, and according to the electromagnetic fluid analysis, the speed of the outward flow is about 1 to 2 m / s, and the tributary 29 generated due to the outward flow 21 is not. This hinders floating separation of metal inclusions.

すなわち、図8(a)に示すように、チャネル入口では、外向流21が側壁に衝突後に支流29は湯面に向かい、湯面に浮遊するスラグなどの酸化物を巻き込み、非金属介在物の浮上分離を阻害し、チャネル出口では、外向流21から分岐した支流29が鋳型内に流入する非金属介在物を強く攪拌し、非金属介在物の浮上分離を阻害するという現象を生じさせる。   That is, as shown in FIG. 8 (a), at the channel inlet, after the outward flow 21 collides with the side wall, the tributary 29 faces the molten metal surface and entrains oxides such as slag floating on the molten metal surface. The floating separation is inhibited, and at the channel outlet, the branch stream 29 branched from the outward flow 21 vigorously stirs the nonmetallic inclusions flowing into the mold, thereby causing the phenomenon of inhibiting the floating separation of the nonmetallic inclusions.

この現象は、特にチャネル出口側の溶融金属プールの長さが短い連続鋳造機の場合において、チャネル出口側の流れが側壁に衝突して生じる支流29、あるいは、電磁力により生じた噴流を起因とする外向流21が生じさせる支流29が、湯面に浮遊するスラグを巻き込み、非金属介在物の浮上分離を阻害する。支流29により、湯面に浮遊するスラグを巻き込むことで、製造されたスラブは、介在物を含んだものとなる。   This phenomenon is caused by a tributary 29 generated when the flow on the channel outlet side collides with the side wall or a jet generated by electromagnetic force, particularly in the case of a continuous casting machine having a short molten metal pool on the channel outlet side. The tributary 29 generated by the outward flow 21 that entrains the slag floating on the hot water surface and inhibits the floating separation of the nonmetallic inclusions. The slab manufactured by including the slag floating on the hot water surface by the tributary 29 includes inclusions.

特開平07−236952号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-236952

「鋼のスラブ連続鋳造技術の最近の動向」 社団法人日本鉄鋼協会編、第153、154回西山記念技術講座"Recent Trends in Steel Slab Continuous Casting Technology" Japan Steel Association, 153rd, 154th Nishiyama Memorial Technology Course

本発明は、溶融金属の支流が湯面に浮遊するスラグを巻き込む現象を考慮し、電磁力により溶融金属を攪拌するにあたり、チャネル入口とチャネル出口における外向流の流速を緩和することで、非金属介在物の浮上分離阻害を抑制し、製造されたスラブが含む介在物の量を低減しうるタンディッシュ装置および溶融金属の連続鋳造方法を提供することにある。 The present invention takes into consideration the phenomenon that a molten metal tributary entrains slag floating on the molten metal surface, and when stirring the molten metal by electromagnetic force, the flow velocity of the outward flow at the channel inlet and the channel outlet is reduced, thereby An object of the present invention is to provide a tundish apparatus and a molten metal continuous casting method capable of suppressing the floating separation inhibition of inclusions and reducing the amount of inclusions contained in the manufactured slab.

発明者らは、チャネルを構成する耐火物の中空チューブであるスリーブ両端部17に漸次その径が増加する形状を採用してチャネル両端における圧力の急激な変化を抑制してチャネル内に外周部から侵入する溶融金属の侵入流を緩やかに導入し、溶融金属の外向流の流速をチャネル径と流量から決まる本来の流速に近づけることにより、非金属介在物の浮上分離を阻害する外向流の発生を抑制できることを見出した。   The inventors adopt a shape in which the diameter gradually increases at both ends 17 of the sleeve, which is a hollow tube of a refractory material constituting the channel, to suppress a rapid change in pressure at both ends of the channel, and from the outer periphery into the channel. By slowly introducing the invading flow of the invading molten metal and bringing the flow velocity of the outward flow of the molten metal close to the original flow velocity determined from the channel diameter and flow rate, the generation of the outward flow that inhibits the floating separation of non-metallic inclusions is prevented. It was found that it can be suppressed.

また、発明者らは、スリーブ両端部17に有する形状は漸次その径が増加する形状であり、例えば、円錐台形状等のようなものとすることでも湯面に浮遊するスラグを巻き込むことで非金属介在物の浮上分離阻害を抑制することを見出して本発明を完成させた。   In addition, the inventors have a shape in which the diameter of the sleeve end portions 17 gradually increases, and for example, a shape such as a truncated cone shape is not used by entraining slag floating on the molten metal surface. The present invention was completed by finding that the floating separation inhibition of metal inclusions was suppressed.

本発明の要旨は以下の通りである。   The gist of the present invention is as follows.

)取鍋からの溶融金属注入ノズル、鋳型への流出口、受湯室、出湯室並びにこれらをつなぐチャネルおよび前記チャネルに誘導電流を流す誘導加熱装置を有する連続鋳造用タンディッシュ装置であって、
前記チャネルに装備される中空チューブであるスリーブは、筒状のスリーブ中央部と前記スリーブ中央部の両端に接続するスリーブ両端部とから成り、前記スリーブ両端部の径はそれぞれ前記スリーブの端に行くほど増加し、前記スリーブの中心軸を含む平面で切断したときの前記スリーブの断面において前記スリーブ両端部の断面形状は外側に対して凸な曲線又は直線をなし、
前記断面において、前記スリーブ両端部のそれぞれ断面形状がなす曲線又は直線の中央において引いた接線と、前記スリーブ中央部の断面形状がなす直線とがなす角度である端部角度を1°〜38°とし、
前記スリーブは、前記受湯室の側が前記出湯室の側よりも高くなるように傾き、前記中心軸と水平線となす角度である仰角が0°超10°以下で装備されている、
ことを特徴とするタンディッシュ装置。
( 1 ) A tundish apparatus for continuous casting having a molten metal injection nozzle from a ladle, an outlet to a mold, a hot water reception room, a hot water supply room, a channel connecting them, and an induction heating device for causing an induction current to flow through the channel. And
A sleeve , which is a hollow tube provided in the channel, includes a cylindrical sleeve central portion and sleeve end portions connected to both ends of the sleeve central portion, and the diameters of both ends of the sleeve go to the end of the sleeve, respectively. more increased, the cross-sectional shape of the sleeve opposite ends to name a convex curve or a straight line relative to the outer in the cross section of the sleeve when cut in a plane including the central axis of the sleeve,
In the cross section, an end angle, which is an angle formed by a tangent drawn at the center of a curve or a straight line formed by the cross-sectional shape of each end portion of the sleeve, and a straight line formed by the cross-sectional shape of the sleeve central portion is 1 ° to 38 °. age,
The sleeve is equipped with an elevation angle greater than 0 ° and less than or equal to 10 °, which is an angle between the hot water receiving chamber side and the hot water discharge chamber side, and an angle between the central axis and a horizontal line .
A tundish device characterized by that.

記スリーブの前記断面形状が外側に対して凸な曲線の場合には、
前記端部角度、5°〜30°であることを特徴とする()に記載のタンディッシュ装置。
(2) If the cross-sectional shape before Symbol sleeve convex curve with respect to outside,
The tundish device according to ( 1 ), wherein the end portion angle is 5 ° to 30 °.

)前記スリーブの両端部の前記断面形状が直線の場合には、
端部角度は、5°〜30°であることを特徴とする(1)に記載のタンディッシュ装置。
( 3 ) When the cross-sectional shape of both ends of the sleeve is a straight line ,
An end angle is 5-30 degrees, The tundish apparatus as described in (1) characterized by the above-mentioned.

)前記スリーブが耐火物により構成されることを特徴とする()ないし()のいずれか1つに記載のタンディッシュ装置。 ( 4 ) The tundish device according to any one of ( 1 ) to ( 3 ), wherein the sleeve is made of a refractory.

)()ないし(のいずれか1つに記載のタンディッシュ装置を用いることを特徴とする溶融金属の連続鋳造方法。 ( 5 ) A method for continuously casting a molten metal, wherein the tundish apparatus according to any one of ( 1 ) to ( 4 ) is used.

本発明の方法により製造されたタンディッシュ装置あるいは本発明のタンディッシュ装置(以下、あわせて「本発明のタンディッシュ装置」という。)を使用して連続鋳造を実施することにより、タンディッシュ装置内の溶融金属の温度低下を防ぎつつ、非金属介在物の巻き込みを大幅に抑制できるという顕著な効果を奏する。   By performing continuous casting using the tundish apparatus manufactured by the method of the present invention or the tundish apparatus of the present invention (hereinafter also referred to as “tundish apparatus of the present invention”), the inside of the tundish apparatus It is possible to significantly suppress the entrainment of non-metallic inclusions while preventing the temperature of the molten metal from decreasing.

本発明のタンディッシュ装置に装備されるスリーブを説明する図である。図1(a)は、本発明のタンディッシュ装置に装備されるスリーブ11の概形を説明する図であり、図1(b)は図1(a)のA−A断面図を記載した図である。図1(c)は、スリーブを当該スリーブの幅方向に対して中央となる位置において当該スリーブの長手方向に切断したときの断面形状が外側に対して凸な曲線の場合のものを示している図である。It is a figure explaining the sleeve with which the tundish apparatus of this invention is equipped. FIG. 1A is a view for explaining an outline of a sleeve 11 provided in the tundish apparatus of the present invention, and FIG. 1B is a diagram showing a cross-sectional view taken along line AA of FIG. It is. FIG. 1 (c) shows a case where the cross-sectional shape when the sleeve is cut in the longitudinal direction of the sleeve at a center position with respect to the width direction of the sleeve is a curve convex toward the outside. FIG. 本発明のタンディッシュ装置内の溶融金属の支流を説明する図である。図2(a)は、本発明のタンディッシュ装置を用いた場合の溶融金属の支流の流れを説明しており、図2(b)は、スリーブ11により外向流21が少なくなることを説明している図である。It is a figure explaining the tributary of the molten metal in the tundish apparatus of this invention. FIG. 2A illustrates the flow of a molten metal tributary when the tundish apparatus of the present invention is used, and FIG. 2B illustrates that the outward flow 21 is reduced by the sleeve 11. It is a figure. 本発明のタンディッシュ装置内の溶融金属の主流を説明する図である。図3(a)は、本発明のタンディッシュ装置を上から見た断面図であり、図3(b)は本発明のタンディッシュ装置を側面から見た断面図である。It is a figure explaining the mainstream of the molten metal in the tundish apparatus of this invention. 3A is a cross-sectional view of the tundish device of the present invention as viewed from above, and FIG. 3B is a cross-sectional view of the tundish device of the present invention as viewed from the side. 本発明のタンディッシュ装置内の電流の流れを説明する図である。It is a figure explaining the flow of the electric current in the tundish apparatus of this invention. 従来のタンディッシュ装置内の溶融金属の主流を説明する図である。図5(a)は従来のタンディッシュ装置を上から見た断面図であり、図5(b)は従来のタンディッシュ装置を側面から見た断面図である。It is a figure explaining the mainstream of the molten metal in the conventional tundish apparatus. FIG. 5A is a cross-sectional view of a conventional tundish device viewed from above, and FIG. 5B is a cross-sectional view of the conventional tundish device viewed from the side. 従来のタンディッシュ装置内の電流の流れを説明する図である。It is a figure explaining the flow of the electric current in the conventional tundish apparatus. 従来のタンディッシュ装置に装備されるスリーブを説明する図である。It is a figure explaining the sleeve with which the conventional tundish apparatus is equipped. 従来のタンディッシュ装置内の溶融金属の支流を説明する図である。図8(a)は、従来のタンディッシュ装置を用いた場合の溶融金属の支流の流れを説明しており、図8(b)は、外向流21と侵入流22を説明しており、図8(c)は、従来のスリーブ31を用いて従来チャネル32を形成したときの外向流21が作られるメカニズムを説明している。It is a figure explaining the tributary of the molten metal in the conventional tundish apparatus. FIG. 8A illustrates the flow of the molten metal tributary when a conventional tundish apparatus is used, and FIG. 8B illustrates the outward flow 21 and the intrusion flow 22. 8 (c) describes the mechanism by which the outward flow 21 is created when the conventional sleeve 31 is used to form the conventional channel 32. FIG.

(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態は、図1に記載されるように、タンディッシュ装置のチャネルに漸次当該スリーブの両端部の径が端部に行くほど増加する形状を有するスリーブを採用して圧力の急激な変化を抑制できるようにしたタンディッシュ装置である。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the first embodiment of the present invention employs a sleeve having a shape in which the diameters of both ends of the sleeve gradually increase toward the ends in the channel of the tundish device. It is a tundish device that can suppress a sudden change in the temperature.

図1において、11はスリーブ、17スリーブ両端部、18はスリーブ中央部、16はスリーブ接続部である。 In FIG. 1, 11 is a sleeve, 17 is both ends of the sleeve, 18 is a central portion of the sleeve, and 16 is a sleeve connecting portion.

発明者らは、スリーブに漸次径が増加する形状を採用して圧力の急激な変化を抑制することで、チャネル内に外周部から侵入する溶融金属を緩やかに導入し、噴出する溶融金属流速すなわち、「外向流」の流速を、チャネル径と流量から決まる本来の流速に近づけることにより、大幅に抑制し、1)非金属介在物の浮上分離の阻害を抑制し、2)湯面に浮遊するスラグを巻き込む強い攪拌流を抑制することを、発明者らが見出した。   The inventors adopt a shape in which the diameter gradually increases in the sleeve to suppress a rapid change in pressure, thereby gradually introducing molten metal entering from the outer peripheral portion into the channel, The flow rate of the “outward flow” is greatly suppressed by bringing it close to the original flow rate determined from the channel diameter and flow rate, and 1) inhibition of floating separation of non-metallic inclusions is suppressed, and 2) floating on the hot water surface. The inventors have found that strong stirring flow involving slag is suppressed.

具体的には、取鍋からの溶融金属注入ノズル、鋳型への流出口、受湯室、出湯室並びにこれらをつなぐチャネルおよびチャネルに誘導電流を流す誘導加熱装置を有する連続鋳造用タンディッシュ装置であって、スリーブ11は、筒状のスリーブ中央部18と、漸次当該径がスリーブ11の端に行くほど増加する形状を有するスリーブ両端部17を有するタンディッシュ装置とすることを見出した。 Specifically, a tundish apparatus for continuous casting having a molten metal injection nozzle from a ladle, an outlet to a mold, a hot water receiving room, a hot water discharge room, a channel connecting these, and an induction heating device for flowing an induction current to the channel. Thus, it has been found that the sleeve 11 is a tundish device having a cylindrical sleeve central portion 18 and sleeve end portions 17 having a shape in which the diameter gradually increases toward the end of the sleeve 11 .

スリーブ両端部17の形状は、スリーブ両端部17を当該スリーブの中心軸を含む平面で切断したときの断面形状が、図1(b)のように直線的でなく、図1(c)に示すように放物線や双曲線などの滑らかな曲線で構成されていても構わないが、チャネル内部に溶融金属が滞留しないために、当該曲線は外側に対して凸である必要があることを見出した。 The shape of both ends 17 of the sleeve is as shown in FIG. 1C, as the cross-sectional shape when the sleeve ends 17 are cut along a plane including the central axis of the sleeve is not linear as shown in FIG. Thus, it may be configured by a smooth curve such as a parabola or a hyperbola, but the present inventors have found that the curve needs to be convex with respect to the outside in order not to retain the molten metal inside the channel.

[スリーブ]
以下、図1を用いて、本発明のタンディッシュ装置に装備されるスリーブ11についてさらに詳細に説明する。
[sleeve]
Hereinafter, the sleeve 11 provided in the tundish apparatus of the present invention will be described in more detail with reference to FIG.

<円錐台形の場合>
図1(a)は、本発明のタンディッシュ装置に装備されるスリーブ11であって、スリーブ両端部が円錐台形の場合の概形を説明する図であり、図1(b)は図1(a)のA−A断面図を記載した図である。
<In the case of a truncated cone>
FIG. 1A is a diagram for explaining a general shape of a sleeve 11 provided in the tundish apparatus of the present invention, in which both ends of the sleeve are frustoconical, and FIG. It is the figure which described AA sectional drawing of a).

図1(b)に記載される形状について説明する。   The shape described in FIG. 1B will be described.

図1(b)に示すように、漸次当該スリーブ両端部17の径が端部に行くほど増加する形状の端部が円錐台形の場合には、前記中央部内径をr0、スリーブの端部の最大半径rt、スリーブの端部の長さをLtと表す場合に、 As shown in FIG. 1B, when the end of the sleeve gradually increases in diameter toward the ends, the end of the sleeve has an inner diameter r 0 . When the maximum radius r t and the length of the end of the sleeve is represented as L t ,

Figure 0006179336
Figure 0006179336

Figure 0006179336
を満足するタンディッシュ装置とするとさらに良い効果を奏する。
Figure 0006179336
If the tundish apparatus satisfies the above, it will have a better effect.

以下、この角度θをスリーブ両端部が円錐台形の場合の端部角度12という。   Hereinafter, this angle θ is referred to as an end angle 12 when both ends of the sleeve are frustoconical.

スリーブの両端部を漸次当該スリーブ両端部17の径が端部に行くほど増加する形状として、円錐台形状を考えると、上記(式1)で決まる角度である端部角度は5°と30°の間とするさらによい理由を説明する。   Considering the shape of the truncated cone as a shape in which both ends of the sleeve gradually increase as the diameter of both ends 17 of the sleeve goes toward the ends, the end angles which are angles determined by the above (Equation 1) are 5 ° and 30 °. The reason why it is between will be explained.

下限5°は、流れの分散による流速低減効果を得るための数値であり、上限30°は、噴流が周りの流体を巻き込んで逆に増加してしまうことを防止するために決められる。   The lower limit of 5 ° is a numerical value for obtaining the effect of reducing the flow velocity due to the dispersion of the flow, and the upper limit of 30 ° is determined in order to prevent the jet flow from entraining the surrounding fluid and conversely increasing.

また、rtは、r0以上であることが必要であるが、2r0以下であることが好ましい。 In addition, r t needs to be r 0 or more, but is preferably 2r 0 or less.

さらに、スリーブの全長をLとすれば、スリーブの端部の長さLtは、L/8以上、L/4以下の範囲であることが好ましい。   Furthermore, if the total length of the sleeve is L, the length Lt of the end portion of the sleeve is preferably in the range of L / 8 or more and L / 4 or less.

このような条件を満足することで、さらに良い効果を奏する。   Satisfying such a condition provides a better effect.

<境界曲線が外側に凸の場合>
図1(c)に記載される形状について説明する。
<When the boundary curve is convex outward>
The shape described in FIG. 1C will be described.

図1(c)は、スリーブを当該スリーブの中心軸を含む平面で切断したときの断面形状が外側に対して凸な曲線の場合のものを示している図である。 FIG. 1C is a diagram showing a case where the cross-sectional shape when the sleeve is cut along a plane including the central axis of the sleeve is a curve convex toward the outside.

図1(c)は、図1(a)とは形状が異なるが、当該スリーブ両端部17の径が端部に行くほど増加する形状であって、さらに、その断面形状が外側に対して凸な曲線の場合のものを示している。なお、曲線は、放物線、双曲線などの滑らかな曲線であればよい。   Although FIG. 1C is different from FIG. 1A in shape, the diameter of the sleeve both ends 17 increases toward the end, and the cross-sectional shape is convex toward the outside. In the case of a simple curve. The curve may be a smooth curve such as a parabola or a hyperbola.

図1(c)において、端部角度12は、スリーブを真横から見たときのスリーブ両端部の断面形状がなす境界曲線のスリーブ両端部断面中央19において引いた接線とスリーブの中央部の形状がなす直線とがなす角度θである。   In FIG. 1 (c), the end angle 12 is determined by the tangent line drawn at the center 19 of the sleeve both ends of the boundary curve formed by the cross-sectional shape of both ends of the sleeve when the sleeve is viewed from the side and the shape of the center of the sleeve. The angle θ formed by the straight line formed.

端部角度θが0°の場合には、当該スリーブ両端部は、スリーブ中央部の形状がなす直線と一致し、従来のスリーブの形状とほぼ一致することとなる。   When the end portion angle θ is 0 °, both end portions of the sleeve coincide with the straight line formed by the shape of the central portion of the sleeve and substantially coincide with the shape of the conventional sleeve.

端部角度θは、5°〜30°の範囲が望ましく、下限5°は、流れの分散による流速低減効果を得るための数値であり、上限30°は、噴流が周りの流体を巻き込んで逆に増加してしまうことを防止するために決められ、スリーブ両端部が円錐台形の場合と同様である。   The end angle θ is preferably in the range of 5 ° to 30 °, and the lower limit 5 ° is a numerical value for obtaining the effect of reducing the flow velocity due to the dispersion of the flow, and the upper limit 30 ° is reversed because the jet entrains the surrounding fluid. This is the same as the case where both ends of the sleeve are frustoconical.

なお、スリーブ接続部16において、スリーブ両端部の断面形状がなす境界曲線に引いた接線とスリーブの中央部の形状がなす直線とは一致するようにスリーブ両端部17はスリーブ中央部18に接続する。   In the sleeve connection portion 16, the sleeve end portions 17 are connected to the sleeve center portion 18 so that the tangent drawn on the boundary curve formed by the cross-sectional shape of both ends of the sleeve coincides with the straight line formed by the shape of the center portion of the sleeve. .

[タンディッシュ装置]
図3と図4を用いて本発明のタンディッシュ装置について説明する。
[Tundish equipment]
The tundish apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS.

図3には、本発明のタンディッシュ装置が記載されている。   FIG. 3 shows the tundish apparatus of the present invention.

図3(a)は、本発明のタンディッシュ装置を上から見た断面図であり、図3(b)は本発明のタンディッシュ装置を側面から見た断面図である。   3A is a cross-sectional view of the tundish device of the present invention as viewed from above, and FIG. 3B is a cross-sectional view of the tundish device of the present invention as viewed from the side.

図3(a)および(b)において、1はタンディッシュ装置、2は取鍋からの溶融金属注入ノズル、3は受湯室、4は出湯室、5はチャネル、6は鉄心、7は誘導コイル、8は鋳型への流出口、9は溶融金属が流れる方向、10は電流が流れる方向、11はスリーブであり、溶融金属は取鍋からの溶融金属注入ノズル2から受湯室3に投入され、2つのチャネル5を経由して出湯室4に流れ、鋳型への流出口8から鋳造に必要な量の溶融金属が供給されており、一定量の溶融金属が流出口8から鋳型に供給することを目的として、例えば、受湯室3の溶融金属の湯面は出湯室4の溶融金属の湯面より高くなっており、かつ、スリーブ11には、図1に記載のスリーブが使用されている。   3 (a) and 3 (b), 1 is a tundish device, 2 is a molten metal injection nozzle from a ladle, 3 is a hot water receiving chamber, 4 is a hot water discharge chamber, 5 is a channel, 6 is an iron core, and 7 is induction. Coil, 8 is the outlet to the mold, 9 is the direction in which the molten metal flows, 10 is the direction in which the current flows, 11 is the sleeve, and the molten metal is put into the hot water receiving chamber 3 from the molten metal injection nozzle 2 from the ladle. Then, the molten metal flows into the hot water supply chamber 4 via the two channels 5 and is supplied with an amount of molten metal necessary for casting from the outlet 8 to the mold, and a certain amount of molten metal is supplied from the outlet 8 to the mold. For this purpose, for example, the molten metal surface of the hot water receiving chamber 3 is higher than the molten metal surface of the tapping chamber 4, and the sleeve 11 shown in FIG. ing.

スリーブ11は、図3(b)に示すようにタンディッシュ内受湯室3から出湯室4に向かって斜めに装着される場合が多い。これは、重力により溶湯をすべて出湯室4へ流入させるためである。この場合、スリーブの中心軸14が水平線15となす角度である仰角αは13であり、仰角αの範囲は、0°超とした。好ましくは0°超10°以下、さらに好ましくは、3°以上10°以下である。   The sleeve 11 is often attached obliquely from the hot water receiving chamber 3 in the tundish toward the hot water discharge chamber 4 as shown in FIG. This is because all the molten metal flows into the hot water discharge chamber 4 by gravity. In this case, the elevation angle α which is an angle formed by the central axis 14 of the sleeve and the horizontal line 15 is 13, and the range of the elevation angle α is greater than 0 °. Preferably it is more than 0 ° and 10 ° or less, more preferably 3 ° or more and 10 ° or less.

仰角αの範囲から0°を除いているのは、スリーブ11は、図3(b)に示すようにタンディッシュ内受湯室3から出湯室4に向かって斜めに装着されるため、0°となることはあり得ないからである。   Excluding 0 ° from the range of the elevation angle α is because the sleeve 11 is mounted obliquely from the tundish hot water receiving chamber 3 toward the hot water discharge chamber 4 as shown in FIG. This is because it is impossible.

仰角αの好ましい範囲およびさらに好ましい範囲において10°を上限としているのは、仰角αが10°を超えると、端部角度θを好ましい値の範囲である5°〜30°としても、後述するアルミナ系介在物とスラグ系介在物の浮上分離率が0.50以下とならない場合が生じうるからである。これは、仰角αが10°を超えると、後述するように、スリーブの両端部を切削する部分が多くなるためと考えられる。   The upper limit of 10 ° in the preferred range and more preferred range of the elevation angle α is that the alumina described later is used even if the end portion angle θ is set to a preferred range of 5 ° to 30 ° when the elevation angle α exceeds 10 °. This is because the floating separation rate of the system inclusions and the slag type inclusions may not be 0.50 or less. This is presumably because when the elevation angle α exceeds 10 °, as will be described later, there are many portions that cut both ends of the sleeve.

言い換えれば、仰角αが0°超であるから、図1(a)に記載のスリーブの両端を切削する必要があるが、仰角が10°以下である場合には、切削部分が少ないことから、切削前のスリーブが本発明の条件を満足すれば、本発明の効果を奏する可能性が高いと考えられる。   In other words, since the elevation angle α is greater than 0 °, it is necessary to cut both ends of the sleeve described in FIG. 1A, but when the elevation angle is 10 ° or less, there are few cutting parts. If the sleeve before cutting satisfies the conditions of the present invention, it is considered highly likely that the effects of the present invention will be achieved.

図4は、本発明のタンディッシュ装置を上から見たときの断面図に基づいて電流の流れを説明する図であり、符号は図3と同じである。   FIG. 4 is a diagram for explaining a current flow based on a cross-sectional view of the tundish device of the present invention when viewed from above, and the reference numerals are the same as those in FIG.

なお、図4の本発明のタンディッシュ装置の電流の流れは、図6に示す従来のタンディッシュ装置の電流の流れと変るところはない。   Note that the current flow of the tundish device of the present invention shown in FIG. 4 is not different from the current flow of the conventional tundish device shown in FIG.

[外向流の減少]
図2(b)には、本発明の装置に使用するスリーブ11により、外向流が21減少していることを示す。
[Reduction of outward flow]
FIG. 2B shows that the outward flow is reduced by 21 due to the sleeve 11 used in the apparatus of the present invention.

既に述べたが、チャネル5内に外周部から侵入する溶融金属を緩やかに導入し、噴出する溶融金属流速すなわち外向流21の流速を大幅に抑制できるからである。   As already described, the molten metal entering from the outer peripheral portion into the channel 5 can be gently introduced, and the flow velocity of the molten metal to be ejected, that is, the flow rate of the outward flow 21 can be significantly suppressed.

(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態は、本発明の第1の実施形態であるタンディッシュ装置を製造する方法であり、以下のステップを有する。
(Second Embodiment)
The second embodiment of the present invention is a method for manufacturing the tundish apparatus according to the first embodiment of the present invention, and includes the following steps.

[ステップ1]スリーブの両端部の形状を決定するステップである。 [Step 1] This is a step of determining the shape of both ends of the sleeve.

スリーブの両端部の形状は、図1(b)に示すように、漸次当該スリーブ両端部17の径が端部に行くほど増加する形状であり、境界曲線が直線的な円錐台形を選択することもできれば、境界曲線が放物線や双曲線のような滑らかな曲線でもよい。しかし、境界曲線が図1(c)のように曲線的なものの場合には、境界曲線が外側に対して凸な形状であることが必要である。これは、チャネル内部に溶融金属が滞留しないためである。 As shown in FIG. 1B, the shape of both ends of the sleeve is a shape in which the diameter of the sleeve both ends 17 gradually increases toward the end, and a frustoconical shape having a linear boundary curve is selected. If possible, the boundary curve may be a smooth curve such as a parabola or a hyperbola. However, when the boundary curve is curved as shown in FIG. 1C, it is necessary that the boundary curve has a convex shape with respect to the outside. This is because the molten metal does not stay inside the channel.

[ステップ2]仰角αを決定するステップである。 [Step 2] This is a step of determining the elevation angle α.

スリーブ11は、図3(b)に示すようにタンディッシュ内受湯室3から出湯室4に向かって斜めに装着される場合が多い。これは、重力により溶湯をすべて出湯室4へ流入させるためである。この場合、スリーブの中心軸14が水平線15となす角度である仰角αは13であり、仰角αの範囲は、0°超とした。好ましくは0°超10°以下、さらに好ましくは、3°以上10°以下である。   The sleeve 11 is often attached obliquely from the hot water receiving chamber 3 in the tundish toward the hot water discharge chamber 4 as shown in FIG. This is because all the molten metal flows into the hot water discharge chamber 4 by gravity. In this case, the elevation angle α which is an angle formed by the central axis 14 of the sleeve and the horizontal line 15 is 13, and the range of the elevation angle α is greater than 0 °. Preferably it is more than 0 ° and 10 ° or less, more preferably 3 ° or more and 10 ° or less.

仰角αが0°を除いているのは、スリーブ11は、図3(b)に示すようにタンディッシュ内受湯室3から出湯室4に向かって斜めに装着されるため、0°となることはあり得ないからである。   The angle of elevation α is excluded from 0 ° because the sleeve 11 is mounted obliquely from the tundish hot water receiving chamber 3 toward the hot water discharge chamber 4 as shown in FIG. It is impossible.

仰角αの好ましい範囲およびさらに好ましい範囲において10°を上限としているのは、仰角αが10°を超えると、端部角度θを好ましい値の範囲である5°〜30°としても、後述するアルミナ系介在物とスラグ系介在物の浮上分離率が0.50以下とならない場合が生じうるからである。   The upper limit of 10 ° in the preferred range and more preferred range of the elevation angle α is that the alumina described later is used even if the end portion angle θ is set to a preferred range of 5 ° to 30 ° when the elevation angle α exceeds 10 °. This is because the floating separation rate of the system inclusions and the slag type inclusions may not be 0.50 or less.

これは、仰角αが10°を超えると、後述するように、スリーブの両端部を切削する部分が多くなるためと考えられる。   This is presumably because when the elevation angle α exceeds 10 °, as will be described later, there are many portions that cut both ends of the sleeve.

[ステップ3]スリーブの両端部の端部角度を決定するステップである。 [Step 3] This is a step of determining end angles of both ends of the sleeve.

端部角度12とは、スリーブ両端部17の断面形状である境界曲線が直線的な場合には、図1(b)に示すように、スリーブを真横から見たときのスリーブ両端部17の断面形状がなす直線と水平線とのなす角度である。   The end angle 12 is a cross section of the sleeve both ends 17 when the sleeve is viewed from the side as shown in FIG. It is an angle formed by a straight line formed by the shape and a horizontal line.

また、端部角度12とは、スリーブ両端部17の断面形状である境界曲線が外側に対して凸な曲線の場合には、図1(c)に示すようにスリーブ両端部断面中央19において引いた接線と、スリーブ中央部の断面形状がなす直線とがなす角度であり、端部角度を5°と30°の間とすることが望ましい。   Further, the end angle 12 refers to the cross-sectional shape of the sleeve both ends 17 when the boundary curve is a convex curve with respect to the outside, as shown in FIG. It is desirable that the angle between the tangent line and the straight line formed by the cross-sectional shape of the central portion of the sleeve is between 5 ° and 30 °.

言い換えれば、スリーブ両端部17が図1(b)の円錐台形状の形状とするためには、漸次当該スリーブの両端部の径が端部に行くほど増加する形状の端部が円錐台形の場合には、前記中央部内径をr0、スリーブの端部の最大半径rt、スリーブの端部の長さをLtと表す場合に、 In other words, in order for the sleeve both ends 17 to have the truncated cone shape of FIG. 1B, the end of the shape where the diameter of the both ends of the sleeve gradually increases toward the end is a truncated cone shape. In the case where the inner diameter of the central portion is represented by r 0 , the maximum radius r t of the end portion of the sleeve, and the length of the end portion of the sleeve is represented by L t ,

Figure 0006179336
Figure 0006179336

Figure 0006179336
を満足すると、さらに良い効果を奏する。
Figure 0006179336
If you satisfy, there is a better effect.

上記(式1)で決まる角度である端部角度は5°と30°の間とする理由を説明する。   The reason why the end angle, which is the angle determined by the above (Equation 1), is between 5 ° and 30 ° will be described.

下限5°は、流れの分散による流速低減効果を得るための数値であり、上限30°は、噴流が周りの流体を巻き込んで逆に増加してしまうことを防止するために決められる。   The lower limit of 5 ° is a numerical value for obtaining the effect of reducing the flow velocity due to the dispersion of the flow, and the upper limit of 30 ° is determined in order to prevent the jet flow from entraining the surrounding fluid and conversely increasing.

また、rtは、r0以上であることが必要であるが、2r0以下であることが好ましい。 In addition, r t needs to be r 0 or more, but is preferably 2r 0 or less.

さらに、スリーブの全長をLとすれば、スリーブの端部の長さLtは、L/8以上、L/4以下の範囲であることが好ましい。   Furthermore, if the total length of the sleeve is L, the length Lt of the end portion of the sleeve is preferably in the range of L / 8 or more and L / 4 or less.

このような条件を満足することで、さらに良い効果を奏する。   Satisfying such a condition provides a better effect.

[ステップ4]スリーブ11の切削部分を決定して削除するステップである。 [Step 4] This is a step of determining and deleting the cut portion of the sleeve 11.

仰角αが0°超なので、図1(a)に記載のスリーブ両端部17を切削しないと、連続鋳造設備に装備できない。   Since the elevation angle α is greater than 0 °, the continuous casting equipment cannot be equipped unless both ends 17 of the sleeve shown in FIG.

そこで、仮に図1(a)に記載のスリーブ11を作成した場合に、仰角αで設置する場合に切削しなければならない部分を決定することで、製造の段階から当該部分を除外したスリーブを作成するか、図1(a)に記載のスリーブ11を作成した後に切削決定された部分を切削する。   Therefore, if the sleeve 11 shown in FIG. 1 (a) is created, the sleeve that is to be cut when it is installed at the elevation angle α is determined, so that the sleeve is removed from the manufacturing stage. Alternatively, after the sleeve 11 shown in FIG. 1 (a) is created, the portion determined to be cut is cut.

なお、仰角が10°以下である場合には、切削部分が少ないことから、切削前のスリーブが本発明の条件を満足すれば、本発明の効果を奏する可能性が高いと考えられる。   In addition, when the elevation angle is 10 ° or less, there are few cutting parts. Therefore, if the sleeve before cutting satisfies the conditions of the present invention, there is a high possibility that the effects of the present invention will be achieved.

[ステップ5]スリーブ11をタンディッシュに装備するステップである。 [Step 5] This is a step of mounting the sleeve 11 on the tundish.

タンディッシュ装置の受湯室3と出湯室4の間に、スリーブ11を装備するためのチャネル5を作成し、ステップ3迄に製造されたスリーブ11を組み込む。   A channel 5 for mounting the sleeve 11 is created between the hot water receiving chamber 3 and the tapping chamber 4 of the tundish apparatus, and the sleeve 11 manufactured up to step 3 is incorporated.

チャネル5の出側、入側においては、スリーブ両端部17が、受湯室3ないし出湯室4の壁により構成される線から出ないように留意する。すなわち、スリーブ11がチャネル5の内部に存在することが必要である。   At the outlet side and the inlet side of the channel 5, care is taken so that the sleeve end portions 17 do not come out of the line constituted by the walls of the hot water receiving chamber 3 or the hot water outlet chamber 4. That is, it is necessary that the sleeve 11 exists inside the channel 5.

なぜなら、受湯室3ないし出湯室4の壁により構成される線からはみ出たスリーブ11の端部は破損しやすく、当該部分から徐々にスリーブ内部が破損することを防止するためである。   This is because the end portion of the sleeve 11 that protrudes from the line constituted by the walls of the hot water receiving chamber 3 or the hot water chamber 4 is easily damaged, and the inside of the sleeve is prevented from being gradually damaged from the portion.

(シミュレーションによる比較)
本発明例としては、本発明のタンディッシュ装置を用いた場合、比較例としては、従来のタンディッシュ装置を用いた場合、について外向流等に起因する溶融金属の支流の挙動についてシミュレーションにより比較をおこなった。
(Comparison by simulation)
As an example of the present invention, when the tundish device of the present invention is used, as a comparative example, when a conventional tundish device is used, the behavior of the molten metal tributary caused by the outward flow is compared by simulation. I did it.

[シミュレーション条件]
<本発明の装置>
本発明のタンディッシュ装置としては、図3および図4に示すタンディシュ装置を用い、スリーブには、図1(a)に記載されるスリーブを用いる。
<比較例の装置>
比較例の装置としては、図5および図6に示す従来のタンディシュ装置を用い、スリーブには、図7に記載される従来スリーブ31を用いる。
[Simulation conditions]
<Apparatus of the present invention>
The tundish apparatus shown in FIGS. 3 and 4 is used as the tundish apparatus of the present invention, and the sleeve shown in FIG. 1A is used as the sleeve.
<Device of Comparative Example>
The conventional tundish apparatus shown in FIGS. 5 and 6 is used as the apparatus of the comparative example, and the conventional sleeve 31 shown in FIG. 7 is used as the sleeve.

[シミュレーション結果]
シミュレーションにより外向流に起因する溶融金属の支流の挙動について検討した。
<本発明例>
本発明のタンディッシュ装置を用いた場合には、溶融金属の支流29は図2(a)のように構成されるが、湯面に浮遊するスラグなどの酸化物を巻き込み、非金属介在物の浮上分離を阻害するものは認められなかった。
<比較例>
従来のタンディッシュ装置を用いた場合には、溶融金属の支流29は図8(a)のように構成され、湯面に浮遊するスラグなどの酸化物を巻き込み、非金属介在物の浮上分離を阻害する可能性が極めて高いことが認められる。
<比較結果>
本発明のタンディッシュ装置を用いた場合には、従来のタンディッシュ装置を用いた場合に比して、湯面に浮遊するスラグなどの酸化物を巻き込み、非金属介在物の浮上分離を阻害する可能性が低いことが認められる。
[simulation result]
The behavior of the tributary of the molten metal due to the outward flow was studied by simulation.
<Invention Example>
When the tundish apparatus of the present invention is used, the molten metal tributary 29 is configured as shown in FIG. 2 (a). However, an oxide such as slag floating on the molten metal surface is entrained, and nonmetallic inclusions are formed. Nothing that hinders floating separation was observed.
<Comparative example>
When a conventional tundish apparatus is used, the molten metal tributary 29 is configured as shown in FIG. 8 (a), in which an oxide such as slag floating on the molten metal surface is entrained to separate and float nonmetallic inclusions. It can be seen that the possibility of inhibition is very high.
<Comparison result>
When the tundish apparatus of the present invention is used, an oxide such as slag floating on the molten metal surface is involved, and the floating separation of nonmetallic inclusions is hindered, compared with the case of using the conventional tundish apparatus. It is recognized that the possibility is low.

湯面に浮遊するスラグなどの酸化物を巻き込み、非金属介在物の浮上分離を阻害する可能性について、本発明例としては本発明のタンディッシュ装置を用い、比較例としては従来のタンディッシュ装置を用いた場合について外向流等に起因する溶融金属の支流の挙動について実験より比較をおこなった。   Regarding the possibility of inhibiting the floating separation of non-metallic inclusions by involving oxides such as slag floating on the molten metal surface, the tundish apparatus of the present invention is used as an example of the present invention, and the conventional tundish apparatus is used as a comparative example. We compared the behavior of the molten metal tributary flow caused by the outward flow etc. by using experiments.

(実施設備)
実施にあたり用いる設備は、1ストランド鋳造用の30tタンディッシュであり、長さ1m、直径12cmの円筒状の誘導加熱チャネルが2本設けられ、取鍋からノズルを通じて溶融金属が注入される受湯室と、溶融金属を鋳型に注入する側の出湯室を繋いでいる。 また、チャネル周囲には鉄心と誘導コイルが設置され、チャネル内に誘導電流を流す構造となっている。
(Equipment)
The equipment used for the implementation is a 30-ton tundish for 1-strand casting, provided with two cylindrical induction heating channels with a length of 1 m and a diameter of 12 cm, and molten metal is injected from the ladle through the nozzle. And a hot water discharge chamber on the side where molten metal is poured into the mold. In addition, an iron core and an induction coil are installed around the channel so that an induced current flows in the channel.

(実施方法)
本発明例および比較例の実施にあたり、0.7MW相当の電流を与え、受湯室から出湯室間に至る溶融金属温度を30℃上昇させる。
(Implementation method)
In carrying out the example of the present invention and the comparative example, a current equivalent to 0.7 MW is applied, and the molten metal temperature between the hot water receiving chamber and the hot water discharge chamber is raised by 30 ° C.

[円錐台形の場合]
スリーブは、1m長で、その両端を12cmの円錐台状とし、端部角度を0°、1°、3°、5°、10°、15°、20°、25°、30°、33°、38°と変え、仰角を0°、1°、3°、5°、7°、9°にて設置して試験を実施することとした。
[For frustoconical shape]
The sleeve is 1 m long and has a 12 cm frustoconical shape at both ends. The end angles are 0 °, 1 °, 3 °, 5 °, 10 °, 15 °, 20 °, 25 °, 30 °, 33 °. , 38 °, and the test was carried out by setting the elevation angle at 0 °, 1 °, 3 °, 5 °, 7 °, 9 °.

仰角αが1°、3°、5°、7°、9°のものは本発明例であり、仰角αが0°のものは比較例である。   Those having an elevation angle α of 1 °, 3 °, 5 °, 7 ° and 9 ° are examples of the present invention, and those having an elevation angle α of 0 ° are comparative examples.

また、端部角度が0°以外(1°、3°、5°、10°、15°、20°、25°、30°、33°、38°)のものは本発明例であり、端部角度が0°のものは比較例である。   Also, those with an edge angle other than 0 ° (1 °, 3 °, 5 °, 10 °, 15 °, 20 °, 25 °, 30 °, 33 °, 38 °) are examples of the present invention. A sample having a part angle of 0 ° is a comparative example.

[境界曲線が外側に凸の曲線の場合]
スリーブは、1m長で、その両端を12cmの放物線状とし、端部角度を0°、1°、3°、5°、10°、15°、20°、25°、30°、33°、38°と変え、仰角を0°、1°、3°、5°、7°、9°にて設置して試験を実施することとした。
[When the boundary curve is an outwardly convex curve]
The sleeve is 1 m long and has a parabolic shape with both ends being 12 cm, and end angles are 0 °, 1 °, 3 °, 5 °, 10 °, 15 °, 20 °, 25 °, 30 °, 33 °, The test was carried out with the angle of elevation set at 0 °, 1 °, 3 °, 5 °, 7 °, and 9 °.

仰角αが1°、3°、5°、7°、9°のものは本発明例であり、仰角αが0°のものは比較例である。   Those having an elevation angle α of 1 °, 3 °, 5 °, 7 ° and 9 ° are examples of the present invention, and those having an elevation angle α of 0 ° are comparative examples.

また、端部角度が0°以外(1°、3°、5°、10°、15°、20°、25°、30°、33°、38°)のものは本発明例であり、端部角度が0°のものは比較例である。   Also, those with an edge angle other than 0 ° (1 °, 3 °, 5 °, 10 °, 15 °, 20 °, 25 °, 30 °, 33 °, 38 °) are examples of the present invention. A sample having a part angle of 0 ° is a comparative example.

(評価方法)
本発明例および比較例の評価にあたり、タンディッシュ装置内のアルミナ系介在物とスラグ系介在物の浮上分離率指数を測定した。アルミナ系介在物は、非球状で数μm径のアルミナが凝集したものであり、スラグ系介在物は、低融点のため溶融金属中で溶融状態にあった球状のものである。
(Evaluation method)
In the evaluation of the present invention example and the comparative example, the floating separation index of alumina inclusions and slag inclusions in the tundish apparatus was measured. The alumina inclusions are non-spherical aggregates of alumina having a diameter of several μm, and the slag inclusions are spherical in a molten state in the molten metal due to a low melting point.

スラグ系の介在物は受湯室内に取鍋から流入し湯面に浮遊したスラグが溶融金属流動により溶融金属中に巻き込まれたものである。   The slag inclusions are slag that flows from the ladle into the hot water receiving chamber and floats on the molten metal surface, and is entrained in the molten metal by the molten metal flow.

取鍋から溶融金属を注入するノズル横で採取したサンプルの断面を顕微鏡観察して10μm径以上の非金属介在物の個数(c1)をカウントし、鋳型内で採取したサンプルの断面を顕微鏡観察して10μm径以上の非金属介在物の個数(c2)をカウントして、c2/c1を浮上分離率指数とする。   The cross section of the sample collected next to the nozzle for pouring molten metal from the ladle is observed with a microscope, the number of non-metallic inclusions (c1) having a diameter of 10 μm or more is counted, and the cross section of the sample collected within the mold is observed with a microscope. The number of non-metallic inclusions having a diameter of 10 μm or more (c2) is counted, and c2 / c1 is defined as a floating separation index.

評価にあたり、端部角度0°をベースとして、比較する。   In the evaluation, a comparison is made based on an end angle of 0 °.

アルミナ系介在物とスラグ系介在物ともに、その浮上分離率が0.50以下である場合には、極めて良好(◎)、0.70以下である場合には良好(○)とし、それ以外は不合格(×)とする。   For both alumina inclusions and slag inclusions, if the floating separation rate is 0.50 or less, it is very good (◎), if it is 0.70 or less, it is good (○), otherwise Fail (x).

(評価結果) (Evaluation results)

[円錐台形の場合]
スリーブ両端部12が円錐台形の場合についての実施結果を表1に示す。
<仰角αが0°の場合>
端部角度θがいずれの角度の場合でも、アルミナ系介在物とスラグ系介在物ともに、その浮上分離率が0.70超であり、不合格(×)である。
<仰角αが1°、3°、5°、7°、9°の場合>
[For frustoconical shape]
Table 1 shows an implementation result when the sleeve end portions 12 are frustoconical.
<When elevation angle α is 0 °>
Regardless of the angle of the end portion angle θ, both of the alumina inclusions and the slag inclusions have a floating separation ratio of more than 0.70 and are rejected (x).
<When elevation angle α is 1 °, 3 °, 5 °, 7 °, 9 °>

端部角度θが0°の場合は、アルミナ系介在物とスラグ系介在物ともに、その浮上分離率が0.70超であり、不合格(×)である。   When the end angle θ is 0 °, both the alumina inclusions and the slag inclusions have a floating separation ratio of more than 0.70, which is rejected (x).

端部角度θが1°、3°、あるいは、33°、38°のときは、アルミナ系介在物とスラグ系介在物ともに、その浮上分離率が0.70以下であり、良好(○)である。   When the end angle θ is 1 °, 3 °, 33 °, or 38 °, the floating separation rate is 0.70 or less for both the alumina inclusions and the slag inclusions, which is good (◯). is there.

端部角度θが5°以上30°以下の場合には、アルミナ系介在物とスラグ系介在物ともに、その浮上分離率が0.50以下であり、極めて良好(◎)である。   When the edge angle θ is 5 ° or more and 30 ° or less, the floating separation rate of both the alumina inclusions and the slag inclusions is 0.50 or less, which is very good (◎).

[境界曲線が外側に凸の曲線の場合]
スリーブ両端部12の断面が放物線の場合についての実施結果を表2に示す。
<仰角αが0°の場合>
端部角度θがいずれの角度の場合でも、アルミナ系介在物とスラグ系介在物ともに、その浮上分離率が0.70超であり、不合格(×)である。
<仰角αが1°、3°、5°、7°、9°の場合>
[When the boundary curve is an outwardly convex curve]
Table 2 shows an implementation result when the cross section of the sleeve both ends 12 is a parabola.
<When elevation angle α is 0 °>
Regardless of the angle of the end portion angle θ, both of the alumina inclusions and the slag inclusions have a floating separation ratio of more than 0.70 and are rejected (x).
<When elevation angle α is 1 °, 3 °, 5 °, 7 °, 9 °>

端部角度θが0°の場合は、アルミナ系介在物とスラグ系介在物ともに、その浮上分離率が0.70超であり、不合格(×)である。   When the end angle θ is 0 °, both the alumina inclusions and the slag inclusions have a floating separation ratio of more than 0.70, which is rejected (x).

端部角度θが1°、3°、あるいは、33°、38°のときは、アルミナ系介在物とスラグ系介在物ともに、その浮上分離率が0.70以下であり、良好(○)である。   When the end angle θ is 1 °, 3 °, 33 °, or 38 °, the floating separation rate is 0.70 or less for both the alumina inclusions and the slag inclusions, which is good (◯). is there.

端部角度θが5°以上30°以下の場合には、アルミナ系介在物とスラグ系介在物ともに、その浮上分離率が0.50以下であり、極めて良好(◎)である。   When the edge angle θ is 5 ° or more and 30 ° or less, the floating separation rate of both the alumina inclusions and the slag inclusions is 0.50 or less, which is very good (◎).

Figure 0006179336
Figure 0006179336

なお、表1において、特許請求の範囲から外れる値および評価基準を満たさない値等については、下線を付した。   In Table 1, values that deviate from the claims and values that do not satisfy the evaluation criteria are underlined.

Figure 0006179336
Figure 0006179336

なお、表2において、特許請求の範囲から外れる値および評価基準を満たさない値等については、下線を付した。   In Table 2, values that deviate from the claims and values that do not satisfy the evaluation criteria are underlined.

本発明の装置及び方法は、溶融金属の連続鋳造において利用可能である。   The apparatus and method of the present invention can be used in continuous casting of molten metal.

1 タンディッシュ装置
2 取鍋からの溶融金属注入ノズル
3 受湯室
4 出湯室
5 チャネル
6 鉄心
7 誘導コイル
8 鋳型への流出口
9 溶融金属の主流
10 電流が流れる方向
11 スリーブ
12 端部角度
13 仰角
14 スリーブの中心軸
15 水平線
16 スリーブ接続部
17 スリーブ両端部
18 スリーブ中央部
19 スリーブ両端部断面の中央
20 溶融金属の主流
21 外向流
22 侵入流
29 溶融金属の支流
31 従来スリーブ
32 従来チャネル
P1 溶融金属静圧
P2 噴射力
P3 電磁収縮力
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tundish apparatus 2 Molten metal injection nozzle from ladle 3 Hot water receiving chamber 4 Hot water discharge chamber 5 Channel 6 Iron core 7 Inductive coil 8 Outlet to mold 9 Main flow of molten metal 10 Current flow direction 11 Sleeve 12 End angle 13 Elevation angle 14 Sleeve central axis 15 Horizontal line 16 Sleeve connection portion 17 Sleeve end portion 18 Sleeve center portion 19 Center of the cross section of both ends of the sleeve 20 Molten metal main flow 21 Outward flow 22 Intrusion flow 29 Molten metal tributary 31 Conventional sleeve 32 Conventional channel P1 Molten metal static pressure P2 Injection force P3 Electromagnetic contraction force

Claims (5)

取鍋からの溶融金属注入ノズル、鋳型への流出口、受湯室、出湯室並びにこれらをつなぐチャネルおよび前記チャネルに誘導電流を流す誘導加熱装置を有する連続鋳造用タンディッシュ装置であって、
前記チャネルに装備される中空チューブであるスリーブは、筒状のスリーブ中央部と当該スリーブ中央部の両端に接続するスリーブ両端部とから成り、前記スリーブ両端部の径はそれぞれ前記スリーブの端に行くほど増加し、前記スリーブの中心軸を含む平面で切断したときの前記スリーブの断面において前記スリーブ両端部の断面形状は外側に対して凸な曲線又は直線をなし、
前記断面において、前記スリーブ両端部のそれぞれ断面形状がなす曲線又は直線の中央において引いた接線と、前記スリーブ中央部の断面形状がなす直線とがなす角度である端部角度を1°〜38°とし、
前記スリーブは、前記受湯室の側が前記出湯室の側よりも高くなるように傾き、前記中心軸と水平線とがなす角度である仰角が0°超10°以下で装備されている、
ことを特徴とするタンディッシュ装置。
A continuous casting tundish apparatus having a molten metal injection nozzle from a ladle, an outlet to a mold, a hot water receiving room, a hot water supply room, a channel connecting them, and an induction heating device for causing an induction current to flow through the channel,
The sleeve , which is a hollow tube provided in the channel, is composed of a cylindrical sleeve central portion and sleeve end portions connected to both ends of the sleeve central portion, and the diameters of both ends of the sleeve go to the end of the sleeve, respectively. more increased, the cross-sectional shape of the sleeve opposite ends to name a convex curve or a straight line relative to the outer in the cross section of the sleeve when cut in a plane including the central axis of the sleeve,
In the cross section, an end angle, which is an angle formed by a tangent drawn at the center of a curve or a straight line formed by the cross-sectional shape of each end portion of the sleeve, and a straight line formed by the cross-sectional shape of the sleeve central portion is 1 ° to 38 °. age,
The sleeve is equipped with an elevation angle of more than 0 ° and not more than 10 °, which is an angle formed by the central axis and a horizontal line, so that the side of the hot water receiving chamber is higher than the side of the hot water chamber .
A tundish device characterized by that.
前記スリーブの前記断面形状が外側に対して凸な曲線の場合には、
前記端部角度、5°〜30°であることを特徴とする請求項に記載のタンディッシュ装置。
If the cross-sectional shape of the sleeve is convex curve with respect to outside,
The tundish apparatus according to claim 1 , wherein the end angle is 5 ° to 30 °.
前記スリーブの両端部の前記断面形状が直線の場合には、
端部角度は、5°〜30°であることを特徴とする請求項に記載のタンディッシュ装置。
When the cross-sectional shape of both ends of the sleeve is a straight line ,
The tundish device according to claim 1 , wherein an end angle is 5 ° to 30 ° .
前記スリーブが耐火物により構成されることを特徴とする請求項ないし請求項のいずれか1つに記載のタンディッシュ装置。 Tundish according to any one of claims 1 to 3, characterized in that said sleeve is constituted by refractory. 請求項ないし請求項4のいずれか1つに記載のタンディッシュ装置を用いることを特徴とする溶融金属の連続鋳造方法。 Continuous casting method for the molten metal, which comprises using a tundish according to any one of claims 1 to 4.
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