JPH02108441A - Nozzle for shifting type mold - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は、薄肉鋳片を連続鋳造するための移動式鋳型
に溶湯を注入する移動式鋳型用ノズルに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a mobile mold nozzle for injecting molten metal into a mobile mold for continuous casting of thin slabs.
［従来の技術］
近時、薄肉鋳片を高速連続鋳造する目的からブロック鋳
型を無限゛軌道状に連結し、ブロック鋳型を鋳造方向に
移動しつつ連続鋳造する所謂ブロックキャスティング技
術が開発され、次世代の連続鋳造技術として注目されて
いる。従来の連続鋳造では固定鋳型から凝固殻鋳片を強
制的に引抜くために所謂拘束性ブレイクアウトが発生す
るが、ブロックキャスティングによれば鋳型を凝固殻成
長速度に応じて移動させるので、拘束性ブレイクアウト
の発生を有効に回避することができる。従って、ブロッ
クキャスティングによれば、その鋳造速度を従来の１０
倍以上に増大することが可能になる。このため、特・殊
ノズルの先端を鋳型内に挿入し、ノズルを介して溶湯を
鋳造領域（キャビティ）に高速注入する。[Prior art] Recently, for the purpose of high-speed continuous casting of thin-walled slabs, a so-called block casting technology has been developed in which block molds are connected in an endless orbit and the block molds are continuously cast while moving in the casting direction. It is attracting attention as a next-generation continuous casting technology. In conventional continuous casting, a so-called restraint breakout occurs because the solidified shell slab is forcibly pulled out from a fixed mold, but with block casting, the mold is moved according to the growth rate of the solidified shell, so the restraint breakout occurs. The occurrence of breakouts can be effectively avoided. Therefore, according to block casting, the casting speed can be reduced by 10
It is possible to more than double the amount. For this purpose, the tip of a special nozzle is inserted into the mold, and the molten metal is injected into the casting area (cavity) at high speed through the nozzle.
通常、ブロックキャスティングにおいては、キャビティ
内を注入溶湯で完全に満たした状態で鋳造する所謂クロ
ーズドキャスティングを実施する。Usually, in block casting, so-called closed casting is performed, in which the cavity is completely filled with molten metal.
すなわち、ノズルから鋳型内に連続的に溶湯を注入する
ことによりキャビティ内に実質的にメニスカスが存在し
ないようにして、二重肌及び湯じわ等の鋳片表面欠陥の
発生を防止する。That is, by continuously injecting the molten metal into the mold from the nozzle, substantially no meniscus exists in the cavity, thereby preventing the occurrence of surface defects such as double skin and molten metal wrinkles.
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、従来の移動式鋳型用ノズルにおいては、
所謂クローズドキャスティングを行なうと、ノズル内面
側及び外面側の境界領域、すなわちノズル先端領域に温
度勾配が生じ、ノズル先端外周に溶湯が凝固付着する。[Problems to be solved by the invention] However, in the conventional mobile mold nozzle,
When so-called closed casting is performed, a temperature gradient occurs in the boundary region between the inner and outer surfaces of the nozzle, that is, the nozzle tip region, and the molten metal solidifies and adheres to the outer periphery of the nozzle tip.
ノズル先端に付着した凝固金属は不安定なものであり、
これが成長発達してノズルと鋳型との間にブリッジする
とノズルから脱落し、凝固殻に取込まれて鋳片表面性状
が劣化する。更に、凝固金属の脱落に伴ってノズル先端
の耐火物が欠損することがあり、ノズルが短寿命になる
という問題点がある。The solidified metal attached to the nozzle tip is unstable;
When this grows and develops and bridges the gap between the nozzle and the mold, it falls off from the nozzle and is incorporated into the solidified shell, deteriorating the surface quality of the slab. Furthermore, there is a problem that the refractory material at the tip of the nozzle may be damaged as the solidified metal falls off, resulting in a short life of the nozzle.
この発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって
、ノズル先端への凝固金属の付着を防止し、表面性状の
健全な鋳片を得ることができ、かつ、長寿命の移動式鋳
型用ノズルを提供することを目的とする。This invention has been made in view of the above circumstances, and is capable of preventing solidified metal from adhering to the nozzle tip, producing slabs with a sound surface quality, and having a long service life. The purpose is to provide a nozzle.
［課題を解決するための手段］
この発明に係る移動式鋳型用ノズルは、無限軌道状に移
動する複数のブロック状鋳型部材で構成された鋳型に、
その先端を挿入して溶湯を注入する移動式鋳型用ノズル
において、耐火物で形成された溶湯通流路と、この溶湯
°通流路の吐出口を取囲むように開口形成されたガス通
路と、このガス通路に酸化性のガスを供給するガス供給
手段と、を有することを特徴とする。[Means for Solving the Problems] A mobile mold nozzle according to the present invention applies a movable mold nozzle to a mold composed of a plurality of block-shaped mold members that move in an endless track.
A mobile mold nozzle into which molten metal is injected by inserting the tip thereof has a molten metal passage formed of a refractory material and a gas passage formed with an opening surrounding the discharge port of this molten metal passage. , and gas supply means for supplying an oxidizing gas to the gas passage.
［作用］
この発明に係る移動式鋳型用ノズルにおいては、溶湯注
入領域と非注入領域との境界にあたるノズル先端にて溶
湯が熱を奪われ、吐出口周囲に溶湯の一部が凝固付着す
るが、酸化性のガスをガス通路に供給し、吐出口周囲に
ガスを吹付けるので、付着金属が溶解する。すなわち、
酸化性のガスが付着金属に吹付けられると、下記（１）
式に示すように凝固金属か酸化発熱し、この反応熱によ
り金属が溶解する。[Function] In the mobile mold nozzle according to the present invention, heat is removed from the molten metal at the nozzle tip, which is the boundary between the molten metal injection area and the non-injection area, and a part of the molten metal solidifies and adheres around the discharge port. Since an oxidizing gas is supplied to the gas passage and the gas is blown around the discharge port, the deposited metal is dissolved. That is,
When oxidizing gas is blown onto the deposited metal, the following (1)
As shown in the formula, the solidified metal generates heat due to oxidation, and this heat of reaction causes the metal to melt.
Ｍ＋１／２０□−ＭＯ＋ΔＨ・・・（１）但し、上式に
おいて、Ｍは金属元素、Ｏは酸素元素、ΔＨは金属の酸
化発熱量をそれぞれ示す。M+1/20□-MO+ΔH (1) However, in the above formula, M is a metal element, O is an oxygen element, and ΔH is the oxidation heat value of the metal.
［実施例］
以下、添付の図面を参照してこの発明の実施例について
具体的に説明する。[Embodiments] Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings.
第２図に示すように、タンデイツシュ１０内の溶湯１２
がノズル１４を介してブロックキャスター２０のキャビ
ティ （溶湯注入領域）２７に注入されると、鋳型に溶
湯が接触して凝固殻２６が形成され、鋳片４１がキャス
ター２０から連続的に引抜かれるようになっている。As shown in FIG.
When the molten metal is injected into the cavity (molten metal injection region) 27 of the block caster 20 through the nozzle 14, the molten metal contacts the mold to form a solidified shell 26, so that the slab 41 is continuously pulled out from the caster 20. It has become.
キャスター２０は、はぼ同形の１対の鋳型ユニット２２
により構成されている。また、各ユニット２２は、同形
の多数のブロック鋳型部材２３を無限軌道状に並べて構
成され、１対のローラ２８゜２９によりそれぞれの鋳型
部材２３がキャビティ２７に対して上流側（ノズル１４
の側）から下流側へ向かって駆動するようになっている
。なお、上下ユニット２２の鋳型部材２３の送り速度ａ
。The caster 20 is formed by a pair of mold units 22 having substantially the same shape.
It is made up of. Each unit 22 is constructed by arranging a large number of block mold members 23 of the same shape in an endless track, and each mold member 23 is moved upstream of the cavity 27 (nozzle 14
side) toward the downstream side. In addition, the feeding speed a of the mold member 23 of the upper and lower units 22
.
ｂ並びに鋳片引抜き速度Ｃは、溶湯注入量及びキャビテ
ィ内湯面の変動に応じて適宜コンピュータ制御されるよ
うになっている。b and the slab drawing speed C are controlled by a computer as appropriate depending on the amount of molten metal injected and the fluctuation of the molten metal level in the cavity.
第１図及び第３図に示すように、ノズル１４は、平たい
直方体の筒状をなし、その横断面がキャビティ２７の横
断面より若干小さめに構成されている。ノズル１４の本
体は、耐火物でつくられており、その大部分がステンレ
ス鋼製の外装３１で覆われているが、その先端部１５で
は耐火物が露出している。先端部１５は、ノズル本体よ
り若干大きめにつくられている。酸素ガス供給用のボス
１６が、ノズル１４の基端側にて長辺面の中程に取付け
られている。ボス１６にはガス管（図示せず）が差込ま
れ、ガス管を介して酸素ガス供給源から純度９９％以上
の酸素ガスが供給されるようになっている。このボス１
６の通路は、ノズル本体内の通路３３に連通している。As shown in FIGS. 1 and 3, the nozzle 14 has a flat rectangular cylindrical shape, and its cross section is slightly smaller than the cross section of the cavity 27. As shown in FIGS. The main body of the nozzle 14 is made of refractory material, and most of it is covered with a stainless steel sheath 31, but the refractory material is exposed at the tip 15. The tip portion 15 is made slightly larger than the nozzle body. A boss 16 for supplying oxygen gas is attached to the base end of the nozzle 14 in the middle of the long side surface. A gas pipe (not shown) is inserted into the boss 16, and oxygen gas with a purity of 99% or more is supplied from an oxygen gas supply source through the gas pipe. this boss 1
The passage 6 communicates with a passage 33 within the nozzle body.
通路３３は、更にノズル本体内にて多数の通路１７に分
岐している。多数の通路１７は、ノズル本体に沿ってボ
ス１６からノズル先端部１５の近傍まで延び、それぞれ
が噴出口１８にて開口している。すなわち、それぞれの
噴出口１８が先端部１５に向かって開口し、先端部１５
の全周に亘って酸素ガスが吹付けられるようになってい
る。The passage 33 further branches into a number of passages 17 within the nozzle body. A large number of passages 17 extend along the nozzle body from the boss 16 to the vicinity of the nozzle tip 15, and each passage opens at a spout 18. That is, each spout 18 opens toward the tip 15, and the tip 15
Oxygen gas is sprayed all around the area.
第４図乃至第６図は、それぞれノズル各部の横断面図で
ある。第４図に示すように、ノズル１４のガス通路が形
成されていない部分においては、筒状の耐火物３２によ
り溶湯通流路１９が形成され、この耐火物３２の外側が
外装３１により覆われている。また、第５図に示すよう
に、ボス１６の部分においては、耐火物３２の外周面に
横溝が形成されており、この横溝がガス通路３３として
ボス１６の通路に連通している。すなわち、通路３３が
、溶湯通流路１９を有する耐火物３２をぐるりと取囲む
ように形成されている。更に、第６図に示すように、ボ
ス１６から先端部１５までの部分においては、耐火物３
２の外周面に複数の縦溝が形成され、これらの縦溝がガ
ス通路１７としてノズル先端部側の噴出口１８まで延び
ている。4 to 6 are cross-sectional views of each part of the nozzle. As shown in FIG. 4, in a part of the nozzle 14 where a gas passage is not formed, a molten metal passage 19 is formed by a cylindrical refractory 32, and the outside of this refractory 32 is covered with an exterior 31. ing. Further, as shown in FIG. 5, a lateral groove is formed on the outer circumferential surface of the refractory 32 at the boss 16, and this lateral groove communicates with the passage of the boss 16 as a gas passage 33. That is, the passage 33 is formed so as to surround the refractory 32 having the molten metal passage 19. Furthermore, as shown in FIG. 6, in the area from the boss 16 to the tip 15,
A plurality of vertical grooves are formed on the outer circumferential surface of the nozzle 2, and these vertical grooves serve as gas passages 17 and extend to an ejection port 18 on the nozzle tip side.
例えば、ノズル長辺面にて上下各４列の通路１７が、ノ
ズル短辺面にて左右者２列の通路１７が、それぞれ形成
されている。なお、この場合に、耐火物３２には、例え
ば、溶融シリカ（ＳｉＯ２）が用いられる。For example, four rows of upper and lower passages 17 are formed on the long side of the nozzle, and two rows of passages 17 on the left and right sides are formed on the short side of the nozzle. In this case, for example, fused silica (SiO2) is used for the refractory 32.
次に、実施例の動作について説明する。Next, the operation of the embodiment will be explained.
所定成分及び所定温度に調整された溶湯を取鍋（図示せ
ず）からタンデイツシュ１０に装入し、ノズル１４を介
してタンデイツシュ内溶湯１２をダミーバー（図示せず
）が挿入されたキャビティ２５に注入する。このとき、
鋳造領域を予め不活性ガス雰囲気にしておき、ダミーバ
ーを引抜きつつ溶湯をキャビティ内に圧入し、メニスカ
スが生じないように溶湯で十分に満たす。また、溶湯注
入量をタンデイツシュ側のセンサ及び制御装置（図示せ
ず）により精密に調整しつつ各鋳型ユニット２２の無限
軌道駆動及び鋳片引抜き速度をそれぞれ最適制御する。The molten metal adjusted to a predetermined composition and temperature is charged from a ladle (not shown) into the tundish canister 10, and the molten metal 12 inside the tundish canister is injected through the nozzle 14 into the cavity 25 into which a dummy bar (not shown) is inserted. do. At this time,
The casting area is made to have an inert gas atmosphere in advance, and the molten metal is press-fitted into the cavity while pulling out the dummy bar, so that the cavity is sufficiently filled with the molten metal so that no meniscus occurs. Further, while accurately adjusting the amount of molten metal injected using a sensor and a control device (not shown) on the tundish side, the endless track drive and slab drawing speed of each mold unit 22 are optimally controlled.
溶湯が鋳型に接触すると、初期凝固殻２６が形成され、
これが鋳型の移動に追従するように鋳片４１を高速で引
抜く。すなわち、鋳型出口においては、凝固殻２６が十
分な厚さに成長して所定の強度を存するようになり、こ
れを引抜きつつ鋳片４１をスプレィ冷却により凝固コン
トロールする。このようにして、厚さ５０ＩＩｌｌＩＩ
Ｘ幅１０００１００Ｏの薄肉鋳片が製造される。When the molten metal contacts the mold, an initial solidified shell 26 is formed,
The slab 41 is pulled out at high speed so as to follow the movement of the mold. That is, at the exit of the mold, the solidified shell 26 grows to a sufficient thickness and has a predetermined strength, and while it is pulled out, the slab 41 is solidified by spray cooling. In this way, the thickness is 50IIllII
A thin slab with an X width of 1000100O is manufactured.
第７図は、鋳造中におけるノズル先端部の近傍を模式的
に表わした部分断面図である。ノズル１４を介して溶湯
をキャビティ内に連続注入すると、溶湯吐出口３０の側
とノズル外周側との間に温度勾配が生じ、ノズル先端部
１５に溶湯が凝固付管する。これが凝固金属（所謂、地
金）４０として成長発達してノズルと鋳型との間にブリ
ッジしようとするが、噴出口１８から酸素ガスを先端部
１５に向けて吹出し、地金４０に直接吹付けるので、地
金４０に含まれるＦｅ成分が酸化されて発熱溶解する。FIG. 7 is a partial sectional view schematically showing the vicinity of the nozzle tip during casting. When the molten metal is continuously injected into the cavity through the nozzle 14, a temperature gradient is generated between the molten metal discharge port 30 side and the outer peripheral side of the nozzle, and the molten metal solidifies at the nozzle tip 15. This grows and develops as solidified metal (so-called base metal) 40 and tries to bridge between the nozzle and the mold, but oxygen gas is blown out from the spout 18 toward the tip 15 and directly onto the base metal 40. Therefore, the Fe component contained in the base metal 40 is oxidized and melted with heat.
因みに、鉄１キログラム当りの酸化発熱量は約１１５０
キロカロリーもあり、吐出口３０の近傍領域の温度は１
３００〜１４００℃に到達しているので、地金４０は容
易に溶解する。このため、地金４０がノズル先端から脱
落して凝固殻２６に取込まれることがない。Incidentally, the oxidation calorific value per kilogram of iron is approximately 1150.
There are also kilocalories, and the temperature in the area near the discharge port 30 is 1
Since the temperature has reached 300 to 1400°C, the base metal 40 is easily melted. Therefore, the base metal 40 does not fall off from the nozzle tip and be taken into the solidified shell 26.
上記実施例によれば、ノズル先端に付着した凝固金属を
酸化溶融させるので、地金の成長発達を有効に阻止する
ことができる。このため、地金がノズルから脱落するこ
とを回避でき、凝固殻への巻込みを防止することができ
るので、鋳片品質の向上を図ることができる。また、ガ
ス通路をノズル自体に形成しているので、ノズル外装の
金属板がガスで冷却され、その寿命を大幅に延長するこ
とができる。特に、溶損が著しいノズル先端部が冷却保
護されるので、ノズル全体の寿命延長を図ることができ
る。According to the above embodiment, since the solidified metal adhering to the tip of the nozzle is oxidized and melted, the growth and development of the base metal can be effectively prevented. Therefore, it is possible to prevent the metal from falling out of the nozzle and to prevent it from being caught in the solidified shell, thereby improving the quality of the slab. Moreover, since the gas passage is formed in the nozzle itself, the metal plate of the nozzle exterior is cooled by the gas, and its life can be significantly extended. In particular, since the tip of the nozzle, which is subject to significant melting damage, is protected by cooling, the life of the entire nozzle can be extended.
なお、上記実施例では吹付はガスとして純度９９％以上
の酸素ガスを用いたが、これに限られることなく、空気
等の他の酸化性のガスを使用することも可能である。In the above embodiments, oxygen gas with a purity of 99% or more was used as the gas for spraying, but the present invention is not limited to this, and other oxidizing gases such as air may also be used.
また、上記実施例ではノズルの長辺面及び短辺面の双方
にガス通路を形成したが、必ずしもこれに限られること
なく、長辺面のみにガス通路を形成することもできる。Further, in the above embodiment, the gas passages are formed on both the long side surfaces and the short side surfaces of the nozzle, but the present invention is not necessarily limited to this, and the gas passages may be formed only on the long side surfaces.
［発明の効果コ
この発明によれば、ノズル先端への凝固金属の付着を防
止し、表面性状の健全な鋳片を得ることができる。この
ため、後工程における鋳片表面の手入れ率を大幅に低減
することができ、鋳片歩留りを向上することができると
共に、製造コストを低減することができる。また、ノズ
ル寿命を延長することができるので、長時間に亘る連続
鋳造を可能にすることができる。[Effects of the Invention] According to the present invention, it is possible to prevent solidified metal from adhering to the nozzle tip and obtain a slab with a sound surface quality. Therefore, the maintenance rate of the slab surface in the subsequent process can be significantly reduced, the yield of the slab can be improved, and manufacturing costs can be reduced. Further, since the nozzle life can be extended, continuous casting can be performed for a long time.
第１図はこの発明の実施例に係る移動式鋳型用ノズルの
平面図、第２図はこの発明の実施例に係る移動式鋳型用
ノズルが使用されたブロックキャスターを示す模式図、
第３図はノズルの側面図、第４図乃至第６図はノズル各
部の横断面図、第７図は鋳造中におけるノズル先端の一
部を模式的に示す断面図である。
１４；ノズル、１７．３３；ガス通路、１９；溶湯通流
路、２０；ブロックキャスター ２３；ブロック鋳型部
材、２６；凝固殻、２７；キャビティ、３０；吐出口、
３１；外装（金属板）、３２；耐大物、４０；付着金属
出願人代理人 弁理士 鈴江武彦FIG. 1 is a plan view of a mobile mold nozzle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram showing a block caster in which the mobile mold nozzle according to an embodiment of the present invention is used.
FIG. 3 is a side view of the nozzle, FIGS. 4 to 6 are cross-sectional views of various parts of the nozzle, and FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a part of the nozzle tip during casting. 14; nozzle, 17. 33; gas passage, 19; molten metal passage, 20; block caster 23; block mold member, 26; solidified shell, 27; cavity, 30; discharge port,
31; Exterior (metal plate), 32; Large object, 40; Adhesive metal Patent attorney Takehiko Suzue
Claims (1)
された鋳型に、その先端を挿入して溶湯を注入する移動
式鋳型用ノズルにおいて、耐火物で形成された溶湯通流
路と、この溶湯通流路の吐出口を取囲むように開口形成
されたガス通路と、このガス通路に酸化性のガスを供給
するガス供給手段と、を有することを特徴とする移動式
鋳型用ノズル。In a mobile mold nozzle, the tip of which is inserted into a mold composed of a plurality of block-shaped mold members that move in an endless track to inject molten metal, the molten metal flow path formed of a refractory material and the molten metal are 1. A nozzle for a movable mold, comprising: a gas passage having an opening formed so as to surround a discharge port of the flow passage; and a gas supply means for supplying an oxidizing gas to the gas passage.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26146288A JPH02108441A (en) | 1988-10-19 | 1988-10-19 | Nozzle for shifting type mold |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26146288A JPH02108441A (en) | 1988-10-19 | 1988-10-19 | Nozzle for shifting type mold |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02108441A true JPH02108441A (en) | 1990-04-20 |
Family
ID=17362234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26146288A Pending JPH02108441A (en) | 1988-10-19 | 1988-10-19 | Nozzle for shifting type mold |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02108441A (en) |
-
1988
- 1988-10-19 JP JP26146288A patent/JPH02108441A/en active Pending
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