JPH07232247A - Immersion nozzle for continuous casting - Google Patents
Immersion nozzle for continuous castingInfo
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- JPH07232247A JPH07232247A JP11177794A JP11177794A JPH07232247A JP H07232247 A JPH07232247 A JP H07232247A JP 11177794 A JP11177794 A JP 11177794A JP 11177794 A JP11177794 A JP 11177794A JP H07232247 A JPH07232247 A JP H07232247A
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Abstract
Description
【産業上の利用分野】本発明はタンディッシュから鋳型
内に溶融金属を注湯する浸漬ノズルに関するものであ
り、特に浸漬ノズルから注入された溶融金属流による鋳
型内湯面の過大な変動を防止し、同時に鋳型下方への溶
融金属進入深さを浅くすることにより、鋳片内部の介在
物性欠陥を減少させるための連続鋳造用浸漬ノズルに関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an immersion nozzle for pouring molten metal from a tundish into a mold, and particularly to prevent excessive fluctuation of the molten metal surface in the mold due to the molten metal flow injected from the immersion nozzle. At the same time, the present invention relates to a continuous casting dip nozzle for reducing the depth of molten metal penetration into the lower part of the mold to reduce inclusion defects in the slab.
【０００２】[0002]
【従来の技術】溶鋼をタンディッシュから、連続鋳造鋳
型に注入する際には耐火物製の浸漬ノズルが用いられて
いる。現在、特にスラブの高速鋳造を行う場合、浸漬ノ
ズルの形状は図１６（ａ），１６（ｂ）に示すように鋳
型短辺に向けて開口する一対の吐出孔を有したものが一
般的である。ところで、連続鋳造においては、一般に安
定した凝固と鋳片欠陥の原因となる溶鋼内非金属介在物
を浮上除去することが要求される。2. Description of the Related Art When pouring molten steel from a tundish into a continuous casting mold, a refractory immersion nozzle is used. At present, especially when performing high-speed casting of slabs, the shape of the immersion nozzle is generally one having a pair of discharge holes opening toward the shorter side of the mold as shown in FIGS. 16 (a) and 16 (b). is there. By the way, in continuous casting, it is generally required to float and remove stable solidification and non-metallic inclusions in molten steel that cause slab defects.
【０００３】従って、浸漬ノズルは鋳型内溶鋼流を均一
に分散し、非金属介在物を浮上させるとともに、鋳型内
溶鋼表面に適度の均等な溶鋼流れを与えることが必要で
ある。また、ノズル側壁の左右の吐出孔から流出し、鋳
型の左右の短辺に向かう溶鋼に流量差がないこと、およ
び、鋳型の短辺に衝突して上下方向に分かれた溶鋼流れ
のうち、短辺上昇流が適度な流れであることが望まれて
いる。Therefore, it is necessary for the immersion nozzle to uniformly disperse the molten steel flow in the mold, to float the non-metallic inclusions, and to give an appropriately uniform molten steel flow to the surface of the molten steel in the mold. In addition, there is no difference in the flow rate of molten steel flowing out from the left and right discharge holes of the nozzle side wall toward the left and right short sides of the mold, and among the molten steel flows that collide with the short side of the mold and split vertically, It is desired that the updraft is a moderate flow.
【０００４】鋳型内における溶鋼表面流速が適性範囲で
ない場合、以下のような問題が発生する。溶鋼表面の流
速が適性値より小さい場合、吐出孔から供給される溶鋼
の熱が不足するため、溶鋼表面が部分的に凝固し、凝固
片が鋳片内に持ち込まれ、鋳片欠陥となり、さらには鋳
造を中断する必要が生じることもある。また、溶鋼表面
流速が適性値より大きい場合、あるいは、偏流が激しい
場合、溶鋼表面に浮かべたパウダーが鋳片内に持込ま
れ、パウダー性欠陥となり鋳片品質劣化の原因となる。If the molten steel surface velocity in the mold is not within the appropriate range, the following problems will occur. If the flow velocity of the molten steel surface is lower than the appropriate value, the heat of the molten steel supplied from the discharge holes will be insufficient, so the molten steel surface will partially solidify and the solidified pieces will be brought into the slab, causing slab defects, and May require interruption of casting. Further, if the molten steel surface flow velocity is higher than an appropriate value, or if the drift is severe, the powder floating on the molten steel surface is carried into the slab, causing powdery defects and causing deterioration of the slab quality.
【０００５】また、溶鋼の偏流が発生した場合、鋳型内
下方向に向かう溶鋼流れの溶鋼プールへの浸入深さは通
常値から２０〜４０％増加し、アルミナ介在物の浮上を
困難にする。上記問題点を解決するため、図１７に示す
ような浸漬ノズル本体の側壁に鋳型短辺壁に向けて下側
に傾斜して開口する一対の吐出孔を有するノズルに、山
形のノズル底部を横断して両側吐出孔へ連通し底部に開
口するスリットを設けた浸漬ノズル（以下、２孔スリッ
ト連通ノズルと称する）が提案されている（特開昭62-2
96944 号公報) 。Further, when the molten steel drifts, the depth of penetration of the molten steel flowing downward in the mold into the molten steel pool increases by 20 to 40% from the normal value, making it difficult to float the alumina inclusions. In order to solve the above problems, a nozzle having a pair of discharge holes that are inclined and opened downward toward the mold short side wall on the side wall of the immersion nozzle body as shown in FIG. Then, an immersion nozzle (hereinafter referred to as a two-hole slit communication nozzle) having a slit communicating with both side discharge holes and opening at the bottom has been proposed (JP-A-62-2).
96944).
【０００６】また、図１８に示した浸漬ノズルは同じく
ノズル側壁の左右の吐出孔をノズル先端を横断するスリ
ットで連通した２孔スリット連通型であるがノズル先端
部の外形が半球である( 特開昭61-14051号公報）。これ
らの浸漬ノズルを使用することにより、溶鋼はノズル先
端部のスリットからその一部が鋳型内下方向に注入され
るので、ノズル側壁の左右の吐出孔から注入され鋳型短
辺に向かう溶鋼量が少なくなり、よって鋳型内溶鋼面の
表面流速が低減され、溶鋼表面の鋳型パウダー巻き込み
が防止されると言うものである。Further, the immersion nozzle shown in FIG. 18 is also a two-hole slit communication type in which the left and right discharge holes on the side wall of the nozzle are communicated with a slit that traverses the nozzle tip, but the outer shape of the nozzle tip is a hemisphere. (Kaisho 61-14051 publication). By using these immersion nozzles, molten steel is partially injected downward from the slit at the tip of the nozzle, so the amount of molten steel injected from the discharge holes on the left and right of the nozzle side wall toward the short side of the mold is Therefore, the surface velocity of the molten steel surface in the mold is reduced, and the inclusion of the mold powder on the molten steel surface is prevented.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】前記の図１７に示す２
孔スリット連通ノズルを用いた場合の鋳型内溶鋼流動を
水モデル試験で調査した結果を図１９に示す。ノズル側
壁の吐出孔から流出した溶鋼は鋳型の短辺側に向かい、
鋳片の凝固シェルに衝突後、短辺に沿って上昇する流れ
（以下、短辺上昇流と称する。）と下降する流れ（短辺
下降流と称する。）に分かれる。短辺上昇流は鋳型内の
溶鋼表面に到達後、溶鋼湯面で盛り上がり、その後短辺
側から鋳型中心に向かう表層流れとなる。[Problems to be Solved by the Invention] 2 shown in FIG.
The results of investigating the molten steel flow in the mold by the water model test when using the hole slit communicating nozzle are shown in FIG. Molten steel flowing out from the discharge hole on the side wall of the nozzle goes to the short side of the mold,
After colliding with the solidified shell of the slab, it is divided into a flow that rises along the short side (hereinafter, referred to as short side upflow) and a flow that descends (hereinafter referred to as short side downflow). The short-side upward flow reaches the surface of the molten steel in the mold, then rises on the surface of the molten steel, and then becomes a surface layer flow from the short side toward the center of the mold.
【０００８】このノズルは底部スリットからも溶鋼を流
出させているので、短辺上昇流の速度が小さく、従って
鋳型内溶鋼面の湯面変動量も少ないこと、また、底部ス
リットからの流出溶鋼は鋳型幅方向に広がり、溶鋼進入
深さが浅い。しかし、図１７のノズルは、一対の吐出孔
から流出する溶鋼量は片方が多くなり、他方は少なくな
る、いわゆる片流れ現象が発生し、多く流出した側では
短辺上昇流が強く、湯面変動量が大きくなる。Since this nozzle also causes molten steel to flow out from the bottom slit, the velocity of the upward flow on the short side is small, and therefore the amount of fluctuation of the molten steel surface in the mold is small, and the molten steel flowing out from the bottom slit is It spreads in the width direction of the mold and the depth of molten steel penetration is shallow. However, in the nozzle of FIG. 17, the amount of molten steel flowing out from the pair of discharge holes is large on one side and small on the other side, so-called one-sided flow phenomenon occurs. The amount increases.
【０００９】さらに、底部スリットからの流出溶鋼は鋳
型幅方向に広がらず、帯状の流れが短辺上昇流が多い側
に偏り、短辺下降流と競合して強い下降流（鋳型下降流
と称する。）となり鋳型内部に深く進入する。吐出孔か
ら流出する溶鋼量の偏りは時々刻々鋳型の左側あるいは
右側に移り変わり、その結果、異常な鋳型内湯面変動、
ノズル近傍において溶鋼表面で渦が発生し、そのためモ
ールドパウダーの巻き込みを誘因する。また、鋳型下降
流によって溶鋼中の非金属介在物の進入深さも改善され
ない等、底部スリットの無い従来の２孔吐出孔ノズル
（図１６(a) 、１６b) )に較べて殆ど改善が見られな
い。Further, the molten steel flowing out from the bottom slit does not spread in the width direction of the mold, the strip-shaped flow is biased to the side where the short-side upward flow is large, and competing with the short-side downward flow, a strong downward flow (called mold downward flow). .) And penetrate deep inside the mold. The deviation of the amount of molten steel flowing out from the discharge hole changes from moment to moment to the left or right side of the mold, and as a result, abnormal molten metal level fluctuations in the mold,
Vortices are generated on the surface of the molten steel in the vicinity of the nozzle, which causes the inclusion of mold powder. In addition, the depth of penetration of non-metallic inclusions in molten steel is not improved by the downward flow of the mold, which is an improvement over the conventional two-hole discharge nozzle without bottom slit (Figs. 16 (a) and 16b). Absent.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】従来の２孔連通スリット
型ノズルで見られた欠点、即ち、吐出孔から流出する溶
鋼の片流れ現象、鋳型内下降流が激しく生ずる現象等
は、連続鋳造機における鋳造実験、あるいは縮尺モデル
を用いた水モデル実験の観察からその原因が明らかとな
った。即ち、浸漬ノズルの縦孔を落下する溶鋼流れには
偏りがあり、この偏りがノズル側壁の左右の吐出孔から
流出する溶鋼に流量差を与え、さらには、ノズル先端部
の底部スリットから流出する溶鋼が、鋳型幅方向に不均
一に広がり、これらの現象が個々に或いは競合して、鋳
型下方に向かう帯状の下降流が発生するためである。The drawbacks of the conventional two-hole communicating slit type nozzle, that is, the one-sided flow phenomenon of molten steel flowing out from the discharge hole, the phenomenon that the downward flow in the mold is intense, and the like are caused in the continuous casting machine. The cause was clarified from the observation of the casting experiment or the water model experiment using the scale model. That is, the molten steel flow falling through the vertical hole of the immersion nozzle has a deviation, and this deviation gives a difference in flow rate to the molten steel flowing out from the left and right discharge holes of the nozzle side wall, and further flows out from the bottom slit of the nozzle tip. This is because the molten steel spreads unevenly in the width direction of the mold, and these phenomena individually or in competition with each other cause a strip-shaped downward flow toward the lower part of the mold.
【００１１】そこで、従来の２孔スリット連通ノズルと
異なり、上部開放孔に続く筒状体下方の側壁に設けられ
た一対の吐出孔と底部スリットの開口を連通させない形
状にした。この場合には、ノズル縦孔内に偏った溶鋼動
圧が発生してもその影響を受けるのは吐出孔に限られ、
底部スリットは側壁内面をさらに下がった位置に開口す
るのでその影響を受けることがない。また底部スリット
の開口面積分だけ吐出孔径を狭くできるので片流れが発
生しにくいと言った改善がされることが判明し、下記の
発明をするに至った。なお、下記において筒状体の内側
の形状は、円、楕円、多角形のいずれでもよいが、その
断面積は、上から下方向に向かって絞った形状とした。Therefore, unlike the conventional two-hole slit communicating nozzle, the pair of discharge holes provided on the side wall below the cylindrical body following the upper opening hole and the opening of the bottom slit are not communicated. In this case, even if the molten steel dynamic pressure that is biased in the vertical nozzle hole is generated, it is limited to the discharge hole,
The bottom slit is open to a position further below the inner surface of the side wall, and is not affected by the influence. Further, it was found that the discharge hole diameter can be narrowed by the opening area of the bottom slit, so that an improvement in that one-sided flow is unlikely to occur is made, and the invention described below has been achieved. In the following, the inner shape of the tubular body may be any of a circle, an ellipse, and a polygon, but the cross-sectional area is a shape narrowed from the top to the bottom.
【００１２】（１）請求項１の発明は、下記の特徴を備
えた連続鋳造用浸漬ノズルである。（ａ）上端はタンデ
ッシュからの溶融金属を受けることができるように開放
孔となっており、中間部は上端から下方に向かって水平
断面積が減少するような縦孔を有する筒状体であり、下
部には溶融金属を流出させる少なくとも一対の吐出孔、
縦孔底部には溶融金属を下方に流出させるスリット状開
口部を備えた実質的に耐火物から構成されている浸漬ノ
ズルであって、（ｂ）前記吐出孔は、前記浸漬ノズルの
下部において前記縦孔に連通し、鋳型幅方向に平行であ
って前記縦孔の中心軸を通る断面では左右対称であり、
（ｃ）前記縦孔底部は、前記吐出孔より下側に設けられ
た下向きの凸面で、かつ、その水平断面積は下方に向っ
て減少するように構成されており、（ｄ）前記スリット
状開口部は、下向きの凸面である縦孔底部に鋳型幅方向
に平行に、かつ、前記吐出孔と連通していないように設
けられている。(1) The invention of claim 1 is an immersion nozzle for continuous casting having the following features. (A) The upper end is an open hole so as to receive molten metal from the tundish, and the middle part is a cylindrical body having a vertical hole whose horizontal cross-sectional area decreases downward from the upper end. , At least a pair of discharge holes for letting out molten metal in the lower part,
A submerged nozzle substantially composed of a refractory material having a slit-shaped opening at the bottom of the vertical hole for allowing molten metal to flow downward, wherein (b) the discharge hole is provided below the submerged nozzle. Communicating with the vertical hole, the cross section which is parallel to the mold width direction and which passes through the central axis of the vertical hole is bilaterally symmetric,
(C) The bottom of the vertical hole is a downward convex surface provided below the discharge hole, and the horizontal cross-sectional area thereof is configured to decrease downward, and (d) the slit shape. The opening is provided at the bottom of the vertical hole, which is a downward convex surface, in parallel with the width direction of the mold and so as not to communicate with the discharge hole.
【００１３】（２）請求項２〜６記載の発明は、請求項
１記載の連続鋳造用浸漬ノズルを更に改良した発明であ
る。(2) The invention according to claims 2 to 6 is an invention in which the immersion nozzle for continuous casting according to claim 1 is further improved.
【００１４】[0014]
【作用】本発明の浸漬ノズルの１例を図 1に示した。こ
の浸漬ノズルは、ノズル上端はスライデイングノズル装
置に接続出来るように開放孔を有し、この開放孔に続く
中間部は上端から下方に向かって水平断面が減少するよ
うな縦孔を有する筒状の中間部を備えている。ノズル下
部には、少なくとも一対の鋳型幅方向に向かった溶融金
属の吐出孔が設けてあれば、他に例えば鋳型厚み方向に
向かう他の小さい吐出孔があってもよい。(Operation) One example of the immersion nozzle of the present invention is shown in FIG. This immersion nozzle has a cylindrical shape having an opening at the upper end of the nozzle so that it can be connected to a sliding nozzle device, and an intermediate portion following the opening has a vertical hole whose horizontal cross section decreases downward from the upper end. It has an intermediate part. If at least a pair of molten metal discharge holes extending in the width direction of the mold are provided in the lower portion of the nozzle, other small discharge holes extending in the mold thickness direction may be provided.
【００１５】従来のノズルと異なる点は、上部の開設孔
に続く中間部は上端から下方に向かって水平断面が減少
し、更に一対の吐出孔最下部とスリット最上部との間
（以下外殻という）は高さ方向で、例えば40ｍｍ離れて
おり、ノズルの縦孔底面は下に凸面をなし、底部スリッ
トの間隙寸法は30ｍｍである。また、側壁にはアルゴン
ガス吹込用のガス透過層（Ｇ）とガス供給口（Ｃ）を有
し、スライデイングノズル装置のノズルに下側から外装
するタイプのものである。なお、ノズルの材質は通常ア
ルミナ−炭素質である。The difference from the conventional nozzle is that the horizontal section in the middle part following the opening hole in the upper part decreases downward from the upper end, and between the lowermost part of the discharge hole and the uppermost part of the slit (hereinafter referred to as the outer shell). Is 40 mm apart in the height direction, the bottom surface of the vertical hole of the nozzle is convex downward, and the gap size of the bottom slit is 30 mm. Further, the side wall has a gas permeable layer (G) for blowing in an argon gas and a gas supply port (C), and is a type in which the nozzle of the sliding nozzle device is covered from below. The material of the nozzle is usually alumina-carbonaceous.
【００１６】同時に、本発明の浸漬ノズルでは、上記改
善に加え、底部スリットの流出溶鋼が鋳型内下向き幅方
向に扇型板状の流れで流出し、幅広く分散するように改
善をしている。例えば、ノズルの縦孔底面形状を下向き
に凸の形状として、ここに鋳型幅方向に平行で開口断面
が細長いほぼ矩形状であるスリットを鋳型の下側方向に
向けて設けてあり、ノズル内部の溶鋼は、その内部
（静）圧力の作用方向に、即ち、下向き凸形状内面に直
角方向に流出するので、底部スリットによって鋳型幅方
向に扇型板状の流れとなる。縦孔底部の形状は、半球、
楕円球等の任意の３次元曲面、あるいは、スリット長手
方向に円筒面、多角柱等の任意の二次平面の全部あるい
はその一部でも、下側に凸の形状であれば底部スリット
から流出した溶鋼は扇型板状の流れになる。At the same time, in the immersion nozzle of the present invention, in addition to the above improvement, the molten steel flowing out of the bottom slit is improved in such a manner that it flows out in a fan-shaped plate-like flow in the downward width direction in the mold and is widely dispersed. For example, the bottom surface of the vertical hole of the nozzle is formed in a downwardly convex shape, and a slit having a substantially rectangular shape whose opening cross section is elongated and parallel to the mold width direction is provided in this direction toward the lower side of the mold. The molten steel flows out in the acting direction of its internal (static) pressure, that is, in the direction perpendicular to the inner surface of the downward convex shape, so that the bottom slit forms a fan-shaped plate-like flow in the mold width direction. The shape of the bottom of the vertical hole is a hemisphere,
If an arbitrary three-dimensional curved surface such as an elliptical sphere or all or part of an arbitrary secondary plane such as a cylindrical surface or a polygonal column in the slit longitudinal direction is convex downward, it flows out from the bottom slit. Molten steel becomes a fan-shaped plate-like flow.
【００１７】また、スリットと側壁吐出孔の間の外殻を
設けずに、スリットと側壁吐出孔を連通させた場合、浸
漬ノズル縦孔を落下する溶鋼流れの偏りが、ノズル側壁
の吐出孔から流出する溶鋼に流量差を与え、さらには底
部スリットから流出する溶鋼が、鋳型幅方向に不均一に
広がるため、偏流となり、渦発生によるモールドパウダ
ー巻き込みを誘発する。外殻寸法が20ｍｍ以下の場合、
側壁吐出孔からの流れと底部スリットからの流れが干渉
するため、外殻の効果が現れにくい。従って、殻壁寸法
は20ｍｍ以上とすることが有効である。Further, when the slit and the side wall discharge hole are made to communicate with each other without providing the outer shell between the slit and the side wall discharge hole, the deviation of the molten steel flow falling through the immersion nozzle vertical hole is caused by the discharge hole on the nozzle side wall. A flow rate difference is given to the molten steel flowing out, and further, the molten steel flowing out from the bottom slit spreads unevenly in the mold width direction, so that it becomes a non-uniform flow and induces entrainment of mold powder due to vortex generation. If the outer shell size is 20 mm or less,
Since the flow from the side wall discharge holes interferes with the flow from the bottom slit, the effect of the outer shell is unlikely to appear. Therefore, it is effective to set the shell wall size to 20 mm or more.
【００１８】また、側壁の吐出孔の数は図１の例では一
対であるがこれに限定されず、２対でもよい。要は、縦
孔底面の形状が下に凸の形状であり、吐出孔と底部スリ
ットが連通していない限り本発明の効果が得られる。The number of the discharge holes on the side wall is one pair in the example of FIG. 1, but the number is not limited to this and may be two pairs. In short, the shape of the bottom surface of the vertical hole is downwardly convex, and the effect of the present invention can be obtained unless the discharge hole and the bottom slit are in communication.
【００１９】ノズル縦孔底面の鋳型幅方向断面の形状は
円弧、楕円、放物線等任意の曲線でもよく、ノズル中心
軸を通る断面において左右対称な形状であれば底部スリ
ットから流出した溶鋼は鋳型幅方向に均一な扇型板状の
流れになる。ノズル縦孔底面の形状を任意選択して溶鋼
流れの広がり程度を調節することが出来る。また、スリ
ットの長手方向の長さあるいは開口角度を選択して扇型
板状の広がり幅を調節することも可能である。The shape of the mold width direction cross section of the bottom surface of the nozzle vertical hole may be an arbitrary curve such as an arc, an ellipse, or a parabola, and if the cross section passing through the central axis of the nozzle is symmetrical, the molten steel flowing out from the bottom slit is the mold width. It becomes a fan-shaped plate-like flow that is uniform in the direction. The degree of spread of the molten steel flow can be adjusted by arbitrarily selecting the shape of the bottom surface of the vertical nozzle hole. It is also possible to adjust the fan-shaped plate-like spread width by selecting the length of the slit in the longitudinal direction or the opening angle.
【００２０】スリットからの溶鋼流量は開口断面積によ
り選択し、浸漬ノズル縦孔底面のスリット開口部に溶鋼
圧力を発生させる程度に底部スリットの間隙値を減ずる
ことが良い。内部（静）圧力の割合が弱い場合、ノズル
内の溶鋼流れによる動圧力の影響を受けて、底部スリッ
トの一部分から不均一に溶鋼が流出してしまうので、均
一に広がった扇型板状の流れになるよう鋳造条件に最適
な間隙寸法を水モデル試験などによって求めることが出
来る。The flow rate of molten steel from the slit is selected according to the opening cross-sectional area, and it is preferable to reduce the gap value of the bottom slit to such an extent that molten steel pressure is generated at the slit opening of the bottom surface of the vertical hole of the immersion nozzle. When the ratio of internal (static) pressure is weak, the molten steel flows unevenly from a part of the bottom slit under the influence of the dynamic pressure due to the molten steel flow in the nozzle. It is possible to find the optimum gap size for the casting conditions so that the flow can be achieved by a water model test.
【００２１】[0021]
実施例１ 先ず、通常のスラブ連続鋳造（厚み200 〜250mm,幅1200
〜2000mm) を想定し、縮尺度１／３のタンディッシュ、
鋳型、浸漬ノズルからなる透明アクリル樹脂で製作した
水モデル試験装置を用い、無次元数であるフルード数に
よって溶鋼の流動を近似させた。試験したノズルは、従
来の２孔スリット連通ノズルと、図１に示した形状とは
異なり、試験条件を単純にするため縦孔底面形状を半球
形としたもので、その形状を図２に示した。Example 1 First, ordinary slab continuous casting (thickness 200 to 250 mm, width 1200
~ 2000mm), and a tundish with a reduction scale of 1/3,
The flow of molten steel was approximated by the dimensionless Froude number using a water model tester made of a transparent acrylic resin consisting of a mold and a dipping nozzle. The tested nozzle is different from the conventional two-hole slit communication nozzle and the shape shown in FIG. 1, and the vertical hole bottom surface shape is a hemispherical shape in order to simplify the test conditions. The shape is shown in FIG. It was
【００２２】このノズルを用いて鋳型内の溶鋼流れ、鋳
型内湯面の表層流れを観察し、底部スリットから流出し
た溶鋼の鋳型幅方向への広がり状況（イ) 、左右の吐出
孔から流出する溶鋼の流量差 (ロ) 、吐出孔から流出し
た溶鋼と底部スリットから流出した溶鋼のノズル外部で
の干渉 (ハ) 、吐出孔から流出した溶鋼の短辺衝突上昇
流が与える鋳型内溶鋼面の湯面変動量 (ニ) を調査する
試験を行った。試験の条件を表１に示す。Using this nozzle, the molten steel flow in the mold and the surface layer flow on the molten metal surface in the mold were observed, and the molten steel flowing out from the bottom slit was spread in the width direction of the mold (a). Flow rate difference (b), interference between molten steel flowing out of the discharge hole and molten steel flowing out of the bottom slit outside the nozzle (c), short side collision rising of molten steel flowing out of the discharge hole A test was conducted to investigate the amount of surface variation (d). The test conditions are shown in Table 1.
【００２３】[0023]
【表１】 [Table 1]
【００２４】また、同時に複数の小形プロペラ型流速検
出器によって鋳型内各部の測定を行い、各ゞの個所の片
流れ現象を定量化するための左右測定点の同一時刻の測
定信号を多チャンネルデータ記録装置に連続記録した。Further, at the same time, a plurality of small propeller type flow velocity detectors are used to measure each part in the mold, and multi-channel data recording of measurement signals at the same time at left and right measuring points for quantifying the one-sided flow phenomenon at each location. Continuous recording on the device.
【００２５】溶鋼を鋳造する実物ノズルの寸法に換算し
た各部寸法は、縦孔径９２ｍｍ、側壁の吐出孔径７０ｍ
ｍ、吐出孔流出方向（α）は下向き５〜３５度、底部ス
リットの開口間隙値（ｗ）１０〜４０ｍｍ，幅方向の広
がり角度（β）８０〜１８０度の範囲であり、吐出孔と
スリットの間の連通していない部分の垂直距離は２０〜
６０ｍｍのノズルである。The dimensions of each part converted to the dimensions of the actual nozzle for casting molten steel are as follows: vertical hole diameter 92 mm, side wall discharge hole diameter 70 m.
m, the discharge hole outflow direction (α) is in the range of 5 to 35 degrees downward, the opening gap value (w) of the bottom slit is 10 to 40 mm, and the spread angle (β) in the width direction is 80 to 180 degrees. The vertical distance of the non-communication part between
It is a 60 mm nozzle.
【００２６】比較のため前記した従来の２孔スリット連
通ノズル（ノズル各部寸法は本発明の試験ノズルと同
じ）で縦孔の底面が山形状のノズル、（ノズルＲ１、図
１７）、半球形のノズル（ノズルＲ２、図１８）も用い
て、スラブ幅１２００〜１２４０ｍｍ、厚み２２０ｍ
ｍ、鋳造速度１．８〜２．４ｍ／分に相当する鋳造条件
で試験した。表１に各種ノズルの諸条件と試験の観察結
果（良好と判断したものは◎マーク、適しないと判断し
た物は×マークを記入した）を示した。For comparison, the above-mentioned conventional two-hole slit communicating nozzle (the size of each part of the nozzle is the same as that of the test nozzle of the present invention), in which the bottom of the vertical hole is mountain-shaped, (nozzle R1, FIG. 17), hemispherical Using the nozzle (nozzle R2, FIG. 18), slab width 1200 to 1240 mm, thickness 220 m
m and a casting speed of 1.8 to 2.4 m / min. Table 1 shows various conditions of various nozzles and observation results of the test (marked with ⊚ when judged to be good, and marked with x when judged to be unsuitable).
【００２７】従来のノズルＲ１の鋳型内の溶鋼流れ、鋳
型内湯面の表層流れを観察した結果を前述の図１９に示
し、概説したが、ここでは詳細に説明する。底部スリッ
トから流出した溶鋼の鋳型幅方向への広がり状況（イ）
については、縦孔底面が山形状であるため鋳型幅方向に
広く分散されず、帯状の鋳型下方に向かう下降流が鋳型
の幅方向の左側あるいは右側に偏った流れになってしま
う欠点があった。The results of observing the flow of molten steel in the mold of the conventional nozzle R1 and the surface layer flow on the molten metal surface in the mold are shown in FIG. 19 and outlined above, but will be described in detail here. Spreading status of molten steel flowing out from the bottom slit in the width direction of the mold (a)
With regard to the above, since the bottom surface of the vertical hole was mountain-shaped, it was not widely dispersed in the width direction of the mold, and the downward flow toward the lower part of the mold in the form of strip was biased to the left or right side in the width direction of the mold. .
【００２８】また、ノズルＲ１では、左右の吐出孔から
の溶鋼流出量の内、一方からの吐出量が強く、他方は弱
くなり左右で流量差（ロ）が生ずる現象、そして溶鋼流
量の多い側の流れは鋳片短辺凝固シェルに衝突後強い短
辺上昇流を生ずるので鋳型内溶鋼面の短辺付近に盛り上
がりが生じ、湯面変動（ニ）が起き、同時に鋳型短辺か
ら浸漬ノズルに向かう表層流速を増大した。一方、他の
鋳型短辺側では所望量の表層流速が得られないと言う従
来の２孔浸漬ノズルで見られた欠点、所謂、鋳型内溶鋼
の片流れ現象が観察された。In the nozzle R1, of the amounts of outflow of molten steel from the left and right discharge holes, the amount of discharge from one side is strong and the other is weak, and a flow rate difference (b) occurs between the left and right sides, and the side where the molten steel flow rate is large. The flow of the molten steel causes a strong short-side upward flow after colliding with the solidified shell on the short side of the slab. The surface velocity toward the surface was increased. On the other hand, on the other side of the shorter side of the mold, a defect that a desired amount of surface layer flow velocity could not be obtained, which was observed in the conventional two-hole immersion nozzle, that is, a so-called one-flow phenomenon of molten steel in the mold was observed.
【００２９】次に、側壁の吐出孔とスリットが連通して
いる比較のノズルＲ２における吐出孔からの溶鋼流出の
観察結果を図３に図示し、本願発明の浸漬ノズルの鋳型
内の溶鋼流れ、鋳型湯面の表層流れを観察した例を図４
に示す。先ず、ノズルＲ２の観察結果を説明すると、こ
のノズルでも左右の吐出孔の溶鋼流出量は一方の吐出孔
側が強く、他方は弱くなり、左右で流量差が生ずる現象
（ロ）とその程度は改善されているが鋳型内溶鋼面の湯
面変動（二）が観察された。Next, FIG. 3 shows an observation result of molten steel outflow from the discharge hole in the comparative nozzle R2 in which the discharge hole and the slit are communicated with each other on the side wall, and the molten steel flow in the mold of the immersion nozzle of the present invention, Fig. 4 shows an example of observing the surface flow on the mold surface.
Shown in. First, the observation result of the nozzle R2 will be explained. Even in this nozzle, the amount of molten steel flowing out from the left and right discharge holes is stronger on one discharge hole side and weaker on the other discharge hole. However, the fluctuation of the molten steel surface in the mold (2) was observed.
【００３０】本願発明の浸漬ノズルを使用した場合にお
ける鋳型内の溶鋼流れ、鋳型内湯面の表層流れを観察し
た結果（図４参照）、吐出孔の溶鋼流出は左右均等で片
流れ現象の発生も見られず、鋳型内の異常な湯面変動
も、吐出孔流出方向（α）と底部スリットの幅方向の広
がり角度（β）が適正でない条件では発生することがあ
るが、全体的には所望の湯面変動量、即ち、２〜６ｍｍ
範囲を安定して保持していた。As a result of observing the molten steel flow in the mold and the surface layer flow on the molten metal surface in the mold when the immersion nozzle of the present invention was used (see FIG. 4), the molten steel outflow at the discharge hole was even on the left and right, and the one-sided flow phenomenon was also observed. Unusual fluctuations in the mold may occur even if the discharge hole outflow direction (α) and the spread angle (β) in the width direction of the bottom slit are improper. Fluctuation level of molten metal, that is, 2 to 6 mm
The range was kept stable.
【００３１】小形プロペラ型流速検出器により鋳型内の
ノズル側壁の吐出孔付近の溶鋼流速測定を行い、鋳造速
度２．４ｍ／分に相当する鋳造条件で、本願の浸漬ノズ
ルと比較のノズルＲ２の各々の個所の片流れ現象を測定
し、測定データの一例を図５、図６に示す。本願の浸漬
ノズルの吐出孔付近の溶鋼流速（図５）は左右流速が常
に１３０ｃｍ／秒付近に安定しているが、ノズルＲ２
（図６）は片流れによる非常に大きな流速のアンバラン
スが発生している。A small propeller type flow velocity detector was used to measure the molten steel flow velocity in the vicinity of the discharge hole on the side wall of the nozzle in the mold, and under the casting conditions corresponding to a casting speed of 2.4 m / min, the immersion nozzle of the present invention was compared with the nozzle R2. The one-sided flow phenomenon at each location was measured, and examples of measurement data are shown in FIGS. Regarding the molten steel flow velocity (FIG. 5) near the discharge hole of the immersion nozzle of the present application, the horizontal flow velocity is always stable at around 130 cm / sec.
In (Fig. 6), a very large flow rate imbalance occurs due to one-way flow.
【００３２】上記の本願の浸漬ノズルと比較のノズルＲ
２の比較から、吐出孔と底部スリットを連通させず、両
者を独立させると側壁の吐出孔の流出溶鋼の片流れが防
止出来ることが確認された。両者間の距離は、耐火物の
強度を考慮して２０ｍｍ以上を確保すると、吐出孔から
の流出溶鋼の片流れを防止する効果が見られ、両者間の
距離を６０ｍｍとした場合には片流れの防止効果は完全
であった。Nozzle R for comparison with the immersion nozzle of the present application described above
From the comparison of No. 2, it was confirmed that if the discharge hole and the bottom slit are not communicated with each other and the two are made independent, one-sided flow of the molten steel flowing out of the discharge hole of the side wall can be prevented. If the distance between the two is 20 mm or more in consideration of the strength of the refractory, the effect of preventing one-sided flow of molten steel flowing out from the discharge hole can be seen. If the distance between the two is 60 mm, one-sided flow prevention is possible. The effect was perfect.
【００３３】次に、本願の浸漬ノズルで側壁の吐出孔か
ら流出した溶鋼と底部スリットから流出した溶鋼のノズ
ル外部での干渉状態（ハ）についての観察を説明する。
まず、本願発明の浸漬ノズルのグループＡ（表１参照）
では、底部スリットの広がり角度が１００度以下の場
合、扇形板状の流れがえられた。Next, the observation of the interference state (c) outside the nozzle of the molten steel flowing out from the discharge hole of the side wall and the molten steel flowing out from the bottom slit with the immersion nozzle of the present invention will be described.
First, the immersion nozzle group A of the present invention (see Table 1)
Then, when the spread angle of the bottom slit was 100 degrees or less, a fan-shaped plate-like flow was obtained.
【００３４】グループＢ〜Ｆ（表１参照）のノズルにお
いては、底部スリットの広がり角度は１００度以上であ
るが、吐出孔流出方向（α）と底部スリットの幅方向の
広がり角度（β）との間には望ましい条件として、２α
≦２１０−βであることが判った。即ち、図７に示した
通り、２α＞２１０−βの範囲では、鋳型内溶鋼面の湯
面変動が大きい。この理由は、吐出孔からの流出溶鋼と
底部スリットから流出した扇形板状溶鋼の端部が競合し
て、見掛け上、吐出孔の流出溶鋼が強くなるためであ
る。また、図７に示すように、スリット広がり角度βが
９０度以上でないと湯面変動が大きいことが示されてい
る。In the nozzles of groups B to F (see Table 1), the spread angle of the bottom slit is 100 degrees or more, but the discharge angle outflow direction (α) and the spread angle of the bottom slit in the width direction (β). 2α is a desirable condition between
It was found that ≦ 210−β. That is, as shown in FIG. 7, in the range of 2α> 210−β, the fluctuation of the molten steel surface in the mold is large. The reason for this is that the molten steel flowing out from the discharge hole and the end of the fan-shaped plate-shaped molten steel flowing out from the bottom slit compete with each other, and the molten steel flowing out from the discharge hole becomes apparently strong. Further, as shown in FIG. 7, it is shown that the fluctuation of the molten metal level is large unless the slit spread angle β is 90 degrees or more.
【００３５】側壁吐出孔からの流れとスリットからの流
れの干渉を調査するため、水モデルにおいて鋳型内流動
を調査した。鋳型幅1200ｍｍ、引抜速度2.4 ｍ／分に相
当する鋳造条件で、適正ノズルとして本願浸漬ノズルの
グループＤ（表１参照）のうち、β＝150 のもの、不適
正ノズルとしてグループＣのうち、β＝150 のものを用
いた。In order to investigate the interference between the flow from the side wall discharge hole and the flow from the slit, the flow in the mold was investigated in the water model. Under the casting conditions corresponding to a mold width of 1200 mm and a drawing speed of 2.4 m / min, β = 150 in Group D (see Table 1) of the immersion nozzle of the present application as a proper nozzle, and β in Group C as an improper nozzle. = 150 was used.
【００３６】まず浸漬ノズル上端からアルミニウム粉ト
レーサーを添加し、その流動挙動から、側壁吐出孔およ
びスリットからの溶鋼の軌跡を観察した。適正ノズルの
場合、図４に示す流動状態であるのに対し、不適正な場
合、側壁吐出孔からの流れとスリットからの流れが干渉
しているのが観察された。鋳型中央から幅方向に300ｍ
ｍにおける側壁吐出孔からの流れの軌跡の接線方向の速
度を、プロペラ型流速検出器により測定した。この位置
は図４のｘ1 およびｘ2 の位置で、それぞれ、鋳型厚中
心から左右に300 ｍｍ，深さはノズル吐出孔下端から25
0 ｍｍで、かつ、鋳型幅方向の中心の位置である。その
結果を図８、図９に示す。横軸は右側（ｘ2)の流速、縦
軸は左側（ｘ1)の流速を示す。適正ノズルの場合（図
８）の流速は左右流速が23ｃｍ／秒付近に安定している
が、不適正ノズルの場合（図９）適正ノズルの場合より
も平均流速が大きく、ばらつきも大きい。First, an aluminum powder tracer was added from the upper end of the dipping nozzle, and the trajectory of molten steel from the side wall discharge hole and the slit was observed from the flow behavior. In the case of a proper nozzle, the flow state shown in FIG. 4 was observed, whereas in the case of an inappropriate nozzle, it was observed that the flow from the side wall discharge hole and the flow from the slit interfered with each other. 300m from the center of the mold in the width direction
The velocity in the tangential direction of the flow trajectory from the side wall discharge hole at m was measured by a propeller type flow velocity detector. This position is the position of x 1 and x 2 in Fig. 4, respectively 300 mm to the left and right from the center of the mold thickness, and the depth is 25 mm from the lower end of the nozzle discharge hole.
It is 0 mm and is the center position in the mold width direction. The results are shown in FIGS. 8 and 9. The horizontal axis represents the right (x 2 ) flow velocity, and the vertical axis represents the left (x 1 ) flow velocity. The right and left flow velocities of the proper nozzle (FIG. 8) are stable at around 23 cm / sec, but the average flow velocity is larger and the variation is larger than that of the proper nozzle (FIG. 9).
【００３７】本測定位置では絶対値およびばらつきが大
きいことは、短辺衝突後の上昇流の絶対値、ばらつきも
大きくなり、最終的に表面流速の絶対値、ばらつきも大
きくなる。以上のことより干渉がある場合、即ち、２α
＋β＞210 である場合、表面流速が大きくなり、パウダ
ー巻き込みの原因となる。The large absolute value and large variation at the main measurement position result in large absolute value and large variation of the ascending flow after the short-side collision, and finally large absolute value and variation of surface flow velocity. From the above, if there is interference, that is, 2α
When + β> 210, the surface flow velocity becomes large, which causes powder entrapment.
【００３８】なお、本願発明の浸漬ノズルは、上記現象
が発生する場合でも左右同時にこの現象が起こるので、
従来の浸漬ノズルで見られた現象とは異なり、鋳型内湯
面変動量は増加するが鋳型の左右の短辺側で同程度に発
生する。また、底部スリットから流出した扇形板状溶鋼
の板厚み方向、即ち鋳型内の厚み方向の溶鋼流れの分散
はスリット間隙を形成するノズル底面の肉厚、即ち流出
方向に沿ったスリット内壁厚さ（ｔ）によって影響され
る。現実には、ノズル底面の耐火物強度を維持するため
には肉厚として１０ｍｍ以上あればよい。In the immersion nozzle of the present invention, even when the above phenomenon occurs, this phenomenon occurs simultaneously on the left and right sides.
Unlike the phenomenon observed in the conventional immersion nozzle, the fluctuation amount of the molten metal level in the mold increases, but it occurs to the same extent on the short sides on the left and right of the mold. Further, the distribution of the molten steel flow in the plate thickness direction of the fan-shaped plate-shaped molten steel flowing out from the bottom slit, that is, the thickness direction in the mold is the wall thickness of the nozzle bottom face forming the slit gap, that is, the slit inner wall thickness along the outflow direction ( affected by t). In reality, in order to maintain the refractory strength on the bottom surface of the nozzle, the wall thickness may be 10 mm or more.
【００３９】スリット間隙の内壁面は互いに向かい合う
平行面であるので扇形板状の溶鋼流れが底部スリットか
ら流出するが、流出後にスリット幅方向の各部で均一な
厚さの扇形板状溶鋼流れとするためには、鋳型幅方向の
各部のｔの値は望ましくは同一、あるいは、厚さの変化
比が２．５倍以下で有ることが望ましい。しかし、底部
スリットからの流出溶鋼を鋳型幅方向に扇状に広げる機
能は底部外形ではなく、底部スリットが開口する縦孔底
面形状にあり、内面が幅方向で対称に下に凸である面で
あればよい。Since the inner wall surfaces of the slit gap are parallel surfaces facing each other, a fan-shaped plate-shaped molten steel flow flows out from the bottom slit, but after flowing out, a fan-shaped plate-shaped molten steel flow having a uniform thickness is formed in each part in the slit width direction. In order to achieve this, it is desirable that the value of t in each portion in the mold width direction be the same, or that the change ratio of the thickness be 2.5 times or less. However, the function of spreading the molten steel flowing out from the bottom slit in a fan shape in the width direction of the mold is not the bottom shape, but the bottom hole shape of the vertical hole where the bottom slit opens, and the inner surface is a surface convex symmetrically downward in the width direction. Good.
【００４０】底部スリットの間隙寸法について、本試験
の結果を説明する。間隙値４０ｍｍでは、内部（静）圧
力の割合が弱いため底部スリットの効果が見られず、縦
孔を流下した溶鋼流がノズル底部スリットの一部分から
太い下降流れで流出する傾向であったが、間隙値を３０
から２０ｍｍに減少させると、底部スリットからの流出
は鋳型幅方向に扇状に広がった流れに改善された。With respect to the gap size of the bottom slit, the result of this test will be described. At a gap value of 40 mm, the effect of the bottom slit was not seen because the ratio of internal (static) pressure was weak, and the molten steel flow that flowed down the vertical hole tended to flow out from a part of the nozzle bottom slit in a thick downward flow, The gap value is 30
To 20 mm, the outflow from the bottom slit was improved to a fan-shaped flow in the mold width direction.
【００４１】間隙値の最低寸法は流出形状からは決まら
ず、実際の鋳造におけるその他の要因、例えば、底部ス
リットへアルミナ介在物が付着する場合もあることから
１０ｍｍ程度は必要である。従って、底部スリットの開
口間隙寸法は溶鋼注入量に応じて開口長手寸法との積、
即ち開口断面積から選択するが、浸漬ノズル内面のスリ
ット開口部に溶鋼圧力を発生させる程度に底部スリット
の流出量を減ずることができる範囲の間隙値であれば良
い。内部（静）圧力の割合が弱い場合、ノズル内の溶鋼
流れによる動圧力の影響が大きく、底部スリットの一部
分から溶鋼が流出してしまうので均一に広がった扇型板
状の流れにならないことがある。鋳造条件に最適な間隙
寸法は水モデル試験から決めることが出来る。The minimum size of the gap value is not determined from the outflow shape, but other factors in actual casting, such as alumina inclusions adhering to the bottom slit, may be necessary, so about 10 mm is necessary. Therefore, the opening gap dimension of the bottom slit is the product of the opening longitudinal dimension according to the molten steel injection amount,
That is, it is selected from the opening cross-sectional area, but it may be a gap value within a range that can reduce the outflow amount of the bottom slit to the extent that molten steel pressure is generated in the slit opening of the inner surface of the immersion nozzle. If the ratio of internal (static) pressure is low, the dynamic pressure of the molten steel flow in the nozzle has a large effect, and the molten steel flows out from a part of the bottom slit, so a uniform fan-shaped plate flow may not occur. is there. The optimum pore size for casting conditions can be determined from water model tests.
【００４２】実施例２ 側壁吐出孔からの流れとスリットからの流れの干渉を調
査するため、水モデルにおいて鋳型内流動を調査した。
鋳造条件は、鋳型幅1200ｍｍ、引抜速度2.4 ｍ／分に相
当する条件とした。浸漬ノズルは、本願浸漬ノズルのグ
ループＤ（表１参照）のうち、β＝150 のものを基本形
状とし、外殻寸法を０（連通型）、１０、２０、３０、
５０ｍｍの５水準に変化させた。また偏流の評価方法
は、鋳型内の流速の経時変化を測定し、その標準偏差を
求めた。Example 2 In order to investigate the interference between the flow from the side wall discharge hole and the flow from the slit, the flow in the mold was investigated in a water model.
The casting conditions were conditions corresponding to a mold width of 1200 mm and a drawing speed of 2.4 m / min. The immersion nozzle has a basic shape of β = 150 of the immersion nozzle group D (see Table 1) and has an outer shell size of 0 (communication type), 10, 20, 30,
It was changed to 5 levels of 50 mm. In addition, as a method of evaluating the drift, the change over time of the flow velocity in the mold was measured and the standard deviation thereof was determined.
【００４３】まず左右の側壁吐出孔からの吐出流速を測
定した。測定位置は吐出孔出口および前述のｘ1 または
ｘ2 の位置である。その結果を図１０に示す。外殻寸法
が０の場合（側壁吐出孔とスリットが連通）、標準偏差
は34（ｃｍ／ｓ）と大きく、変動が非常に大きいことが
分かる。一方、外殻寸法を10ｍｍ以上とすると標準偏差
は５（ｃｍ／ｓ）以下となり、非常に安定した吐出流と
なることが分かる。これは外殻を設けることにより、ノ
ズル縦孔内に発生した動圧の影響を受けないことが判明
した。First, the discharge flow velocity from the left and right side wall discharge holes was measured. The measurement position is the outlet of the discharge hole and the above-mentioned position of x 1 or x 2 . The result is shown in FIG. When the outer shell dimension is 0 (the side wall discharge hole and the slit are in communication), the standard deviation is as large as 34 (cm / s), and it can be seen that the fluctuation is very large. On the other hand, when the outer shell size is 10 mm or more, the standard deviation is 5 (cm / s) or less, and it can be seen that the discharge flow is very stable. It has been found that this is not affected by the dynamic pressure generated in the nozzle vertical hole by providing the outer shell.
【００４４】外殻寸法10ｍｍ以下では標準偏差が10（ｃ
ｍ／ｓ）以上となり、不安定な流動となっていることが
分かる。これは側壁吐出孔からの流動とスリットからの
流れが干渉するこにより、起こると考えられる。外殻寸
法を20ｍｍ以上とすれば、更に変動が小さくなってお
り、干渉が発生していないことが分かる。以上の結果よ
り、縦孔における動圧の影響、側壁吐出孔とスリットか
らの流れの干渉を受けないためには、20ｍｍ以上の外殻
寸法が望ましいことが分かる。When the outer shell size is 10 mm or less, the standard deviation is 10 (c
m / s) or more, and it can be seen that the flow is unstable. This is considered to occur because the flow from the side wall discharge hole interferes with the flow from the slit. When the outer shell size is 20 mm or more, the fluctuation is further reduced, and it can be seen that no interference occurs. From the above results, it is understood that the outer shell size of 20 mm or more is desirable in order to prevent the influence of the dynamic pressure in the vertical hole and the interference of the flow from the side wall discharge hole and the slit.
【００４５】実施例３ ノズル断面の絞り方を３通りに変えた本願発明の浸漬ノ
ズルをアルミナ−炭素質材質を用いて製作し、実機にお
いてスラブ幅１２００〜１２４０ｍｍ、厚み２２０ｍ
ｍ、鋳造速度２．０〜２．４ｍ／分の鋳造条件で、５ヒ
ート連続の鋳造を各々のタイプの浸漬ノズルについて行
い、浸漬ノズル内部へのアルミナ介在物付着による鋳型
湯面変動量を調査し、鋳造後のノズル内部を観察してア
ルミナ介在物付着状況を比較した。Example 3 A dipping nozzle of the present invention in which the cross-section of the nozzle cross section was changed in three ways was manufactured using an alumina-carbonaceous material, and the slab width was 1200 to 1240 mm and the thickness was 220 m in an actual machine.
m, casting speed of 2.0 to 2.4 m / min, continuous casting of 5 heats was performed for each type of immersion nozzle, and the mold level fluctuation due to alumina inclusions adhering to the inside of the immersion nozzle was investigated. Then, the inside of the nozzle after casting was observed to compare the adhesion state of alumina inclusions.
【００４６】鋳造に用いた本願の浸漬ノズルは全て表１
に記載したＤグループのノズルで、底部スリット広がり
角度β＝１３０度、スリット間隙寸法ｗ＝３０ｍｍ、吐
出孔角度α＝２５度、吐出孔の直径は６０ｍｍである。
表２にそのノズル断面の絞り方を変えたノズルを示し
た。表２に、同時に鋳造後観察したノズル内部のアルミ
ナ介在物付着状況と鋳型湯面変動量の測定結果を示した
（◎：良好と判断したもの、〇：良好でないが使用可能
と判断したもの、×：不良と判断したもの）。All the immersion nozzles of the present invention used for casting are shown in Table 1.
In the nozzle of the D group described in 1., the bottom slit spread angle β = 130 degrees, the slit gap dimension w = 30 mm, the discharge hole angle α = 25 degrees, and the discharge hole diameter is 60 mm.
Table 2 shows nozzles in which the way of narrowing the nozzle cross section is changed. Table 2 shows the adhesion state of alumina inclusions inside the nozzle and the measurement result of the mold level fluctuation observed at the same time after casting (⊚: judged to be good, ◯: not judged to be usable, X: determined to be defective).
【００４７】[0047]
【表２】 [Table 2]
【００４８】表２中の浸漬ノズルＳ１は図２に例示した
内部形状のもので、内部縦孔は上部から底面まで一定の
直径９２ｍｍの円筒であり、縦孔底面形状は半球型であ
る。表２中の浸漬ノズルＳ３は図１１（ａ）（図１と同
じ）に例示したもので、縦孔の上部は円形断面である
が、吐出孔までの部分は、その断面の長軸は９２ｍｍで
あり、底面の底部スリット開口に平行である。一方、短
軸は９２ｍｍから６４ｍｍに漸次絞られた楕円断面であ
る。吐出孔部分から底面にかけての縦孔の断面は内部縦
孔底面の底部スリット開口に向けて絞っている。そして
底部スリットの内部開口はその縦孔底面の下に凸の放物
曲面に開口している。表２から、Ｓ３タイプの浸漬ノズ
ルが、ノズル内介在物付着量及び鋳型内湯面変動に関し
て、優れていることが明らかとなった。そこで、以下に
おいては、ノズル内壁形状の変化によるアルミナ付着の
程度との関係を研究した。The immersion nozzle S1 in Table 2 has the internal shape illustrated in FIG. 2, the internal vertical hole is a cylinder having a constant diameter of 92 mm from the top to the bottom, and the vertical hole bottom shape is hemispherical. The immersion nozzle S3 in Table 2 is illustrated in FIG. 11 (a) (same as FIG. 1). The upper part of the vertical hole has a circular cross section, but the part up to the discharge hole has a long axis of 92 mm. And is parallel to the bottom slit opening on the bottom surface. On the other hand, the minor axis has an elliptical cross section gradually narrowed from 92 mm to 64 mm. The cross section of the vertical hole from the discharge hole portion to the bottom surface is narrowed toward the bottom slit opening of the inner vertical hole bottom surface. The inner opening of the bottom slit is a parabolic curved surface that is convex below the bottom surface of the vertical hole. From Table 2, it is clear that the S3 type immersion nozzle is excellent in the amount of inclusions in the nozzle and the fluctuation of the molten metal surface in the mold. Therefore, in the following, the relationship with the degree of alumina adhesion due to the change in the inner wall shape of the nozzle was studied.
【００４９】実施例４ ノズル内壁形状の変化によるアルミナ付着防止効果を考
察するため、実物大の水モデル実験装置により、浸漬ノ
ズル内の流速分布を測定した。使用した浸漬ノズルの絞
り比を表３に示す。ノズルＳ１の寸法は、Ａ0 ＝66.4
（ｃｍ2 ），Ａ1＝66.4（ｃｍ2 ），Ａ2 ＝61.9（ｃｍ
2 ），ｘ1 ＝7.5 （ｃｍ）とした。またノズルＳ３の形
状を図１１（ａ）に示した。また、その寸法は、Ａ0 ＝
66.4（ｃｍ2 ），Ａ1 ＝46.22 （ｃｍ2 ），Ａ2 ＝32
（ｃｍ2 ），ｘ1 ＝7.5 （ｃｍ）とした。 ここで、 Ａ0 ： ノズル上部における縦孔の水平
断面積 Ａ1 ： 吐出孔中央高さにおける縦孔の水平断面積 Ａ2 ： ノズルスリット上端における縦孔の水平断面
積 Ａ ： ノズル縦孔水平断面積 ｘ ： ノズル吐出孔中心高さからの垂直方向距離 ｘ1 ： ノズル吐出孔中心高さからスリット上端まで
の距離Example 4 In order to study the effect of preventing alumina adhesion due to changes in the shape of the inner wall of the nozzle, the flow velocity distribution inside the immersion nozzle was measured using a full-scale water model experimental device. Table 3 shows the drawing ratios of the immersion nozzles used. The size of the nozzle S1 is A 0 = 66.4
(Cm 2 ), A 1 = 66.4 (cm 2 ), A 2 = 61.9 (cm
2 ) and x 1 = 7.5 (cm). The shape of the nozzle S3 is shown in FIG. The size is A 0 =
66.4 (cm 2 ), A 1 = 46.22 (cm 2 ), A 2 = 32
(Cm 2 ) and x 1 = 7.5 (cm). Here, A 0 : Horizontal cross-sectional area of the vertical hole at the upper part of the nozzle A 1 : Horizontal cross-sectional area of the vertical hole at the center height of the discharge hole A 2 : Horizontal cross-sectional area of the vertical hole at the upper end of the nozzle slit A: Horizontal cross-section of the nozzle vertical hole Area x: Vertical distance from the center height of the nozzle discharge hole x 1 : Distance from the center height of the nozzle discharge hole to the upper end of the slit
【００５０】流速測定は図１１（ａ）に示す断面１（側
壁吐出孔上端から100 ｍｍ上）、断面２（側壁吐出孔上
端から10ｍｍ上）、断面３（側壁吐出孔下端とスリット
上端の中間位置）の３断面について行なった。各断面に
ついて、図１１（ｂ）に示すように、ノズル中心流速
（Ｖ0 ）と壁面から10ｍｍ内側における1 〜12（図１１
（ｂ）中では、等と記載してある）の１２個所の流
速Ｖk （ｋ＝１〜12）を測定し、（壁近傍流速／中心流
速）を求めることにより、淀みの評価を行なった。図１
２にその結果を示す。各ノズルの各断面における（Ｖk
／Ｖ0 ）の値の最大値、最小値を示している。ノズルＳ
１の場合、断面１では（Ｖk ／Ｖ0 ）は0.7 〜１である
が、付着の激しい断面２、３では、0.3 〜0.8 となって
おり、淀みが存在していることがわかる。一方、ノズル
Ｓ３の場合、断面１で0.7 〜１となっており、ノズルＳ
１と変わらない。しかし、断面２、３においては0.65〜
１と、淀みが解消されていることがわかる。The flow velocity is measured as shown in FIG. 11 (a): cross section 1 (100 mm above the upper end of the side wall discharge hole), cross section 2 (10 mm above the upper end of the side wall discharge hole), cross section 3 (intermediate between the lower end of the side wall discharge hole and the upper end of the slit). Position 3). For each cross section, as shown in FIG. 11 (b), the nozzle center flow velocity (V 0 ) and 1 to 12 (FIG.
The stagnation was evaluated by measuring the flow velocities V k (k = 1 to 12) at 12 points in (b), etc.) and obtaining (wall near flow velocity / center flow velocity). . Figure 1
The results are shown in 2. (V k in each cross section of each nozzle
/ V 0 ) shows the maximum and minimum values. Nozzle S
In the case of No. 1, (V k / V 0 ) is 0.7 to 1 in the cross section 1, but is 0.3 to 0.8 in the cross sections 2 and 3 where the adhesion is strong, indicating that stagnation exists. On the other hand, in the case of the nozzle S3, the cross section 1 has a value of 0.7 to 1,
Same as 1. However, in cross sections 2 and 3, 0.65-
It can be seen that 1, the stagnation is resolved.
【００５１】水平断面積を70％以上絞り、さらにその絞
り方も、｛（ｄＡ／ｄｘ）・（ｘ1／Ａ1 ）｝≦−0.3
を満足させることにより、ノズル内壁での淀みの発生を
抑制することができるため、ノズル内壁形状をＳ１から
Ｓ３へと変えることにより淀みを解消し、浸漬ノズル内
壁のアルミナ付着を低減することができる。従って、ノ
ズル内径を絞ることにより、ノズル内の淀みを低減する
ことができ、その結果アルミナ付着を防止できることが
分かる。The aperture in the horizontal cross-sectional area of 70% or more, even more its wringing, {(dA / dx) · (x 1 / A 1)} ≦ -0.3
By satisfying the above condition, stagnation on the inner wall of the nozzle can be suppressed. Therefore, by changing the shape of the inner wall of the nozzle from S1 to S3, stagnation can be eliminated and alumina adhesion on the inner wall of the immersion nozzle can be reduced. . Therefore, it is understood that the stagnation in the nozzle can be reduced by narrowing the inner diameter of the nozzle, and as a result, the adhesion of alumina can be prevented.
【００５２】[0052]
【表３】 [Table 3]
【００５３】冷間圧延薄鋼板用の低炭素アルミキルド鋼
を取鍋からタンディッシュに無酸化注入し、タンディッ
シュ内部溶鋼の二次酸化防止するとともに、タンディッ
シュ内溶鋼温度は１５６０〜１５４５℃に維持して溶鋼
中介在物のタンディッシュ内での浮上分離を促進させ
た。鋳型への溶鋼鋳造は鋳型内湯面制御装置によって鋳
型内湯面を鋳型上端から１００ｍｍ下の一定高さに保
ち、スライディングノズル溶鋼流量制御装置と浸漬ノズ
ル内部にＡｒガスを９ｌ／分の量を吹き込み、これらの
部分でのアルミナ介在物の付着を防止した。鋳型湯面に
は低炭素アルミキルド鋼鋳造用のモールドパウダーを使
用した。なお、上記スライディングノズルは固定ノズ
ル、摺動ノズルの内径がともに８０ｍｍの高耐火度耐火
物プレートからなる２枚板タイプを用いた。The low carbon aluminum killed steel for cold-rolled thin steel sheet is injected into the tundish without oxidation by a ladle to prevent secondary oxidation of the molten steel in the tundish, and the molten steel temperature in the tundish is maintained at 1560 to 1545 ° C. Then, the floating separation of the inclusions in the molten steel in the tundish was promoted. In the molten steel casting into the mold, the molten metal level control device in the mold keeps the molten metal level inside the mold at a constant height of 100 mm below the upper end of the mold, and blows Ar gas in an amount of 9 l / min into the sliding nozzle molten steel flow rate control device and the immersion nozzle. Adhesion of alumina inclusions at these portions was prevented. Mold powder for casting low carbon aluminum killed steel was used on the surface of the mold. The sliding nozzle used was a two-plate type consisting of a high refractory refractory plate in which both the fixed nozzle and the sliding nozzle had an inner diameter of 80 mm.
【００５４】先ず、連続鋳造機の鋳造における鋳型湯面
変動量の測定結果を説明すると、５ヒート連続した鋳造
の１、２ヒート目は、Ｓ１，Ｓ３ノズルについて、湯面
変動量は鋳型の左右両側で均等で変動量も２〜４ｍｍの
範囲であり、満足すべき状況（◎マーク）であった。し
かし、３〜５ヒート目の鋳造ではＳ１ノズルは湯面変動
量が大きく、また、鋳型左右側の変動量差も発生した
が、Ｓ３のノズルは１、２ヒート目の鋳造と同様に満足
すべき状況であった。図１３にＳ１ノズルの鋳型湯面変
動量の測定結果を示す。１、２ヒート目は短辺寄りの個
所の湯面変動量は２．５〜４．０ｍｍで、鋳型左右の変
動量の差は０．５〜１．２ｍｍであるが、３〜５ヒート
目の鋳造では湯面変動量が２．３〜５．４ｍｍに、変動
量差は０．８〜３．３ｍｍに増加し、湯面状況は良好で
は無かったが、鋳造可能であった（〇マーク）。First, the measurement result of the variation of the molten metal level in the casting in the continuous casting machine will be explained. For the first and second heats of the continuous casting of 5 heats, the variation of the molten metal level is left and right of the mold for the S1 and S3 nozzles. Both sides were uniform and the variation was in the range of 2 to 4 mm, which was a satisfactory situation (mark ⊚). However, in the 3rd to 5th heat casting, the S1 nozzle had a large variation in the molten metal level and a difference in the variation amount between the left and right sides of the mold also occurred, but the S3 nozzle satisfied the same as in the 1st and 2nd heat casting. It was the right situation. FIG. 13 shows the measurement result of the variation amount of the mold molten metal surface of the S1 nozzle. In the 1st and 2nd heats, the fluctuation amount of the molten metal surface at the portion near the short side is 2.5 to 4.0mm, and the difference in the fluctuation amount between the right and left of the mold is 0.5 to 1.2mm. In the casting, the fluctuation level of the molten metal increased to 2.3 to 5.4 mm and the fluctuation amount increased to 0.8 to 3.3 mm. Although the molten metal surface condition was not good, casting was possible (mark ).
【００５５】次に、鋳造後観察したＳ１ノズル内部のア
ルミナ介在物付着状況を図１４で説明する。ノズル縦孔
部分は左右吐出孔側、即ち、縦孔の鋳型短辺側に相当す
る内壁にアルミナ介在物付着が多く、鋳型の長辺側に相
当する内壁面には付着が少ないが、吐出孔部分から下側
の底部スリットの開口との間の内壁では鋳型の長辺側に
平行する部分にアルミナ介在物が厚く付着し、アルミナ
付着は底部スリットの開口内部まで達している。Next, the state of adhesion of alumina inclusions inside the S1 nozzle observed after casting will be described with reference to FIG. The nozzle vertical hole part has a large amount of alumina inclusion adhered to the left and right discharge hole sides, that is, the inner wall corresponding to the short side of the mold of the vertical hole, and little adhesion to the inner wall surface corresponding to the long side of the mold, but the discharge hole On the inner wall between the portion and the opening of the bottom slit on the lower side, the alumina inclusions thickly adhere to the portion parallel to the long side of the mold, and the alumina adhesion reaches the inside of the opening of the bottom slit.
【００５６】水モデル試験でＳ１ノズル内部の溶鋼流れ
を観察したところ、ノズル上部から吐出孔に向かう溶鋼
流れはノズル断面の一部を流下する一本の流れが左右吐
出孔側の一方の壁に沿って流下する片側流下現象があ
り、他方の内壁と片側流下溶鋼の間は、言わば、流れの
停滞領域になっており、この片側流下現象は一方の吐出
孔から他方へ時々刻々移り変わる。When the molten steel flow inside the S1 nozzle was observed in the water model test, the molten steel flow from the upper part of the nozzle toward the discharge hole was a single flow flowing down a part of the nozzle cross section to one wall on the left and right discharge hole sides. There is a one-sided flow-down phenomenon that flows down along it, and there is, so to speak, a flow stagnation region between the other inner wall and the one-sided flow-down molten steel, and this one-sided flow-down phenomenon changes from one discharge hole to the other from moment to moment.
【００５７】また吐出孔部分から底部スリット開口まで
の間の溶鋼流線は、鋳型幅方向に平行な帯状でスリット
開口にむけて流れ、この流れと鋳型の長辺側に平行する
内壁面の間は流れの停滞領域になっている。そして、Ｓ
１ノズル内部のアルミナ介在物付着が多い内壁部分は、
上記の水モデル観察で流れの死んだ停滞領域と一致して
いることから、この部分では溶鋼乱流が生じてアルミナ
の凝集成長と内壁への付着が発生していると想定され
る。Further, the molten steel streamline from the discharge hole portion to the bottom slit opening flows toward the slit opening in a strip shape parallel to the mold width direction, and between this flow and the inner wall surface parallel to the long side of the mold. Is an area of stagnant flow. And S
The inner wall part where a lot of alumina inclusions adhere inside 1 nozzle
Since it coincides with the dead and stagnant region of the flow in the above water model observation, it is presumed that turbulent flow of molten steel occurs in this part, and agglomeration growth of alumina and adhesion to the inner wall occur.
【００５８】したがって、ノズル縦孔断面は、溶鋼流線
とノズル内壁の間に溶鋼乱流域を生じない形状とするた
め、ノズル縦孔断面の内径を減少して片側流下現象を生
じ難くすることがよいと判明した。具体的には、内部縦
孔の直径を減少する、あるいは、鋳型厚み方向の直径を
減じて楕円形であるが断面積を減少することが良い。ま
た、吐出孔部分から下側の底部スリット開口までの間の
内孔は鋳型厚み方向の直径をさらに減じた偏平度の高い
内孔断面が良く、また、吐出孔と底部スリットからの溶
鋼流出量に応じ溶鋼流下方向にしたがって断面を減少す
ることが望ましい。Therefore, since the cross section of the nozzle vertical hole has a shape that does not generate a molten steel turbulent flow region between the molten steel streamline and the inner wall of the nozzle, it is possible to reduce the inner diameter of the cross section of the nozzle vertical hole to make it difficult for the one-sided flow phenomenon to occur. It turned out to be good. Specifically, it is preferable to reduce the diameter of the internal vertical hole, or reduce the diameter in the thickness direction of the mold to reduce the cross-sectional area although it is elliptical. Also, the inner hole between the discharge hole and the bottom slit opening on the lower side has a good flatness of the cross section of the inner hole with a further reduced diameter in the thickness direction of the mold, and the amount of molten steel flowing out from the discharge hole and the bottom slit. Therefore, it is desirable to reduce the cross section according to the molten steel flow direction.
【００５９】Ｓ３ノズルは、ノズル内部縦孔の上部断面
はスライディングノズルへの接続のため円形断面である
が、ノズル上部から吐出孔に向かう部分も短軸寸法を漸
次減少し、楕円断面として内部断面積を減少させた。
ここで縦孔断面の鋳型厚み方向の直径を減じた楕円形と
したが、その第１の目的は、片側流下現象を生じている
溶鋼流の断面を偏平に矯正し、反対側の溶鋼乱流域を減
少する効果を得るためである。第２の目的は、底部スリ
ットの長手方向の開口幅を大きく保つため、その上流側
縦孔のスリットの長手方向の内径を減少せず、スリット
の方向の内径を減じる方法をとったためである。In the S3 nozzle, the upper cross section of the vertical hole inside the nozzle has a circular cross section because of the connection to the sliding nozzle, but the minor axis dimension of the part extending from the upper part of the nozzle to the discharge hole is gradually reduced, and the internal cross section becomes an elliptical cross section. The area was reduced.
Here, the vertical hole has an elliptical shape in which the diameter in the thickness direction of the mold is reduced, but the first purpose is to straighten the cross section of the molten steel flow that is causing a one-sided downflow phenomenon and to make the molten steel turbulent flow region on the other side. This is to obtain the effect of reducing. The second purpose is to keep the opening width in the longitudinal direction of the bottom slit large, so that the inner diameter in the longitudinal direction of the slit of the upstream side vertical hole is not reduced, but the inner diameter in the slit direction is reduced.
【００６０】鋳造後観察したＳ３ノズル内部のアルミナ
介在物付着状況を図１５に示す。縦孔の上部から吐出孔
に向かう部分では左右吐出孔側、即ち、縦孔の鋳型短辺
側に相当する内壁へのアルミナ介在物付着が大幅に減少
し、吐出孔部分から下側の底部スリットの開口との間の
内壁にはアルミナ介在物付着が見られず、ノズル内部全
体に改善効果があった。ここで、縦孔の吐出孔上側部に
若干のアルミナ介在物付着が見られるが、この部分の断
面積を更に減少させれば解決できる。FIG. 15 shows the state of adhesion of alumina inclusions inside the S3 nozzle observed after casting. In the part from the upper part of the vertical hole to the discharge hole, the adhesion of alumina inclusions to the left and right discharge hole sides, that is, the inner wall corresponding to the mold short side of the vertical hole is greatly reduced, and the bottom slit from the discharge hole part to the lower side slit. No alumina inclusions were found on the inner wall between the nozzle and the opening, and there was an effect of improving the entire inside of the nozzle. Here, some alumina inclusions are found on the upper side of the discharge hole of the vertical hole, but this can be solved by further reducing the cross-sectional area of this part.
【００６１】上記の鋳造試験と水モデル試験の観察か
ら、本願の浸漬ノズル縦孔内壁、あるいは、底部スリッ
トの内部開口付近へのアルミナ介在物付着は、縦孔水平
断面を楕円断面、あるいは、偏平断面とし、下方に向か
って減少させ、同時に、内部断面積を底部スリットの内
部開口に向かって連続的に絞った形状とすることにより
防止できることが明らかになった。上記の通り、アルミ
ナ介在物の付着を防止した本願の浸漬ノズルは、多数ヒ
ートの連続鋳造を行っても、最終ヒートも初期ヒートと
同様に鋳型の湯面変動量を最適範囲に安定して保つこと
が出来ることを確認した。また、Ｓ３ノズルを用いて鋳
造した薄鋼板用低炭素アルミキルド鋼の冷間圧延コイル
におけるヘゲ欠陥発生率は、従来のノズルを用いて鋳造
した場合の４０％以下であり、実操業における著しい改
善効果を認めることができた。From the observations of the casting test and the water model test described above, the alumina inclusions adhered to the inner wall of the vertical hole of the dipping nozzle of the present application or to the vicinity of the inner opening of the bottom slit showed that the horizontal cross section of the vertical hole was elliptical or flat. It was clarified that this can be prevented by making the cross-section and decreasing it downward, and at the same time, making the internal cross-sectional area continuously narrowed toward the internal opening of the bottom slit. As described above, the immersion nozzle of the present invention, which prevents the inclusion of alumina inclusions, keeps the final surface heat stable in the optimum range in the mold level even when performing continuous casting of a large number of heats, like the initial heats. I confirmed that I could do it. Further, the low carbon aluminum killed steel for steel sheet cold-rolled coil cast using the S3 nozzle has a hedging defect occurrence rate of 40% or less compared to the case of casting using the conventional nozzle, which is a significant improvement in actual operation. I was able to recognize the effect.
【００６２】[0062]
【発明の効果】本発明に係る連続鋳造用浸漬ノズルを用
いて溶融金属、特に溶鋼を連続鋳造すると、鋳型内湯面
の不均一で過度な変動を防止でき、同時に鋳型下方への
溶融金属の侵入深さ浅くすることができるため、鋳片表
面性状と介在物性欠陥を著しく減少でき、鋳片、及びこ
れを圧延して得られた最終製品の品質を高めることがで
きる。EFFECTS OF THE INVENTION By continuously casting molten metal, particularly molten steel, using the immersion nozzle for continuous casting according to the present invention, it is possible to prevent non-uniform and excessive fluctuation of the molten metal surface in the mold, and at the same time, invasion of molten metal into the lower part of the mold. Since the depth can be made shallow, the surface property of the slab and the defects of inclusion properties can be remarkably reduced, and the quality of the slab and the final product obtained by rolling the slab can be improved.
【図１】本発明の浸漬ノズルの一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of an immersion nozzle of the present invention.
【図２】本発明の試験に用いた浸漬ノズルの各部の寸法
と角度を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing dimensions and angles of each part of the immersion nozzle used in the test of the present invention.
【図３】従来の２孔連通ノズル（Ｒ２，図１８に示す）
を使用した場合における鋳型内溶鋼流動を示すずであ
る。FIG. 3 Conventional two-hole communicating nozzle (R2, shown in FIG. 18)
It is not showing the molten steel flow in the mold when using.
【図４】本発明の浸漬ノズルを使用した場合における鋳
型内溶鋼流動を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing molten steel flow in a mold when the immersion nozzle of the present invention is used.
【図５】本発明の浸漬ノズルにおける左右の吐出孔から
の溶鋼流出速度を比較した図である。FIG. 5 is a diagram comparing molten steel outflow rates from the left and right discharge holes in the immersion nozzle of the present invention.
【図６】従来の２孔スリット連通ノズル（Ｒ２，図１８
に示す）における左右の吐出孔からの溶鋼流出速度を示
す図である。FIG. 6 is a conventional two-hole slit communication nozzle (R2, FIG.
FIG. 5B) shows the molten steel outflow rate from the left and right discharge holes.
【図７】本発明の浸漬ノズルにおける吐出角度αとスリ
ットの広がり角度βの最適範囲を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing optimum ranges of a discharge angle α and a slit spread angle β in the immersion nozzle of the present invention.
【図８】本発明の表１グループＤのβ＝１５０度のノズ
ルを用いた場合のｘ1 及びｘ2の位置における流速を比
較した図である。FIG. 8 is a diagram comparing the flow velocities at the positions of x 1 and x 2 in the case of using a nozzle of β = 150 degrees in Table 1 Group D of the present invention.
【図９】比較としてグループＤのβ＝150 度のノズルを
用いた場合におけるｘ1 及びｘ2 の位置における流速を
比較した図である。FIG. 9 is a diagram comparing the flow velocities at the positions of x 1 and x 2 in the case of using a nozzle of β = 150 degrees of group D for comparison.
【図１０】吐出孔下端とスリット開口部上部との間の垂
直方向距離を変化させた場合における吐出孔からの流速
の変動を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing fluctuations in the flow velocity from the discharge hole when the vertical distance between the lower end of the discharge hole and the upper portion of the slit opening is changed.
【図１１】本発明のＳ３ノズルの形状と、ノズル内流速
測定位置を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing the shape of the S3 nozzle of the present invention and the position of flow velocity measurement inside the nozzle.
【図１２】本発明のＳ３ノズルと比較ノズルＳ１のノズ
ル内の各断面における流速分布を比較した図である。FIG. 12 is a diagram comparing flow velocity distributions in respective cross sections in the nozzle of the S3 nozzle of the present invention and the comparative nozzle S1.
【図１３】本願の浸漬ノズルＳ１のノズルを用いた多ヒ
ート連続鋳造における鋳型湯面変動量を測定したデータ
を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing data obtained by measuring the variation amount of the mold molten metal level in the multi-heat continuous casting using the immersion nozzle S1 of the present application.
【図１４】本願の浸漬ノズルＳ１のノズル内部介在物付
着状況を示す図である。FIG. 14 is a view showing a state of adhesion of inclusions inside the nozzle of the immersion nozzle S1 of the present application.
【図１５】本願の浸漬ノズルＳ３のノズル内部介在物付
着状況を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing a state of inclusion of inclusions inside the nozzle of the immersion nozzle S3 of the present application.
【図１６】従来の山形部或いはプール部を有する２孔浸
漬ノズルを示す図である。FIG. 16 is a view showing a conventional two-hole immersion nozzle having a chevron portion or a pool portion.
【図１７】従来の山形部を有する２孔スリット連通ノズ
ルを示す図である。FIG. 17 is a view showing a conventional two-hole slit communicating nozzle having a chevron portion.
【図１８】従来の２孔スリット連通ノズルを示す図であ
る。FIG. 18 is a view showing a conventional two-hole slit communicating nozzle.
【図１９】従来の２孔スリット連通ノズル（Ｒ１，図１
７に示す）における鋳型内溶鋼流動を示す図である。FIG. 19 is a conventional two-hole slit communication nozzle (R1, FIG.
(Shown in FIG. 7) is a diagram showing molten steel flow in a mold.
Claims (6)
ル。 （ａ）上端はタンデッシュからの溶融金属を受けること
ができるように開放孔となっており、中間部は上端から
下方に向かって水平断面積が減少するような縦孔を有す
る筒状体であり、下部には溶融金属を流出させる少なく
とも一対の吐出孔、縦孔底部には溶融金属を下方に流出
させるスリット状開口部を備えた実質的に耐火物から構
成されている浸漬ノズルであって、（ｂ）前記吐出孔
は、前記浸漬ノズルの下部において前記縦孔に連通し、
鋳型幅方向に平行であって前記縦孔の中心軸を通る断面
では左右対称であり、（ｃ）前記縦孔底部は、前記吐出
孔より下側に設けられた下向きの凸面で、かつ、その水
平断面積は下方に向って減少するように構成されてお
り、（ｄ）前記スリット状開口部は、下向きの凸面であ
る縦孔底部に鋳型幅方向に平行に、かつ、前記吐出孔と
連通していないように設けられている。1. An immersion nozzle for continuous casting having the following characteristics. (A) The upper end is an open hole so as to receive molten metal from the tundish, and the middle part is a cylindrical body having a vertical hole whose horizontal cross-sectional area decreases downward from the upper end. A submerged nozzle substantially composed of a refractory having at least a pair of discharge holes for letting out molten metal in a lower portion and a slit-shaped opening for letting out molten metal in a bottom portion of a vertical hole, (B) the discharge hole communicates with the vertical hole at a lower portion of the immersion nozzle,
A cross section that is parallel to the mold width direction and that passes through the central axis of the vertical hole is symmetrical, and (c) the vertical hole bottom portion is a downward convex surface provided below the discharge hole, and The horizontal cross-sectional area is configured to decrease downward, and (d) the slit-shaped opening communicates with the bottom of the vertical hole, which is a downward convex surface, in parallel with the mold width direction and communicates with the discharge hole. It is provided as if not.
形状は、ノズル中心軸を通おり、かつ、鋳型幅方向に平
行な断面では左右対称な任意の下に凸である線で構成さ
れ、その直角方向断面でも左右対称な任意の下に凸であ
る線で構成されている請求項１記載の連続鋳造用浸漬ノ
ズル。2. The inner shape of the bottom of the vertical hole, which is the downward convex surface, is composed of a line that passes through the central axis of the nozzle and is symmetrically downward in a cross section parallel to the mold width direction. The immersion nozzle for continuous casting according to claim 1, wherein the immersion casting nozzle is formed of a line which is symmetrical in a right-left direction even in a cross section in a direction perpendicular thereto.
形状は、ノズル中心軸を通おり、かつ、鋳型幅方向に平
行な断面では左右対称な任意の下に凸である曲線で構成
され、また、その直角方向断面では左右対称な任意の下
に凸である線で構成されている請求項１記載の連続鋳造
用浸漬ノズル。3. The shape of the inside of the vertical hole bottom portion, which is the downward convex surface, is formed by a curved line that passes through the center axis of the nozzle and is symmetrically downward in a cross section parallel to the mold width direction. 2. The immersion nozzle for continuous casting according to claim 1, wherein the dipping nozzle for continuous casting is formed by a line which is bilaterally symmetrical and has an arbitrary downward convex in a cross section in the direction perpendicular to the line.
と、前記スリット状開口部の幅広がり角度β（度）が、
下式を満足する請求項１から３のいずれかに記載した連
続鋳造用浸漬ノズル。 ２α＋β≦２１０， β≧９０4. The downward angle α (degrees) of the pair of discharge holes
And the width spread angle β (degrees) of the slit-shaped opening,
The immersion nozzle for continuous casting according to any one of claims 1 to 3, which satisfies the following formula. 2α + β ≦ 210, β ≧ 90
孔の最下部との垂直距離（外殻寸法）が少なくとも２０
ｍｍ以上である請求項１から４に記載された連続鋳造用
浸漬ノズル。5. The vertical distance (outer shell size) between the uppermost position of the slit and the lowermost portion of the discharge hole is at least 20.
The immersion nozzle for continuous casting according to claim 1, which has a diameter of at least mm.
積をＡ0 とし、前記吐出孔中心の水平断面積をＡ1 とす
るとき、Ａ1 ／Ａ0 が0.7 以下であり、吐出孔中心から
スリット直上のノズル下端までの範囲においては、任意
の位置の水平断面の面積Ａが下式を満足し、 ｛（ｄＡ／ｄｘ）・（ｘ1 ／Ａ1 ）｝≦−0.3 更にノズル底部の水平断面をＡ2 とするとき、Ａ2 ／Ａ
1 が0.7 以下である請求項１から５記載のいずれかの連
続鋳造用浸漬ノズル。 ただし、Ａ1 ：吐出孔中心高さでの水平断面積（ｃ
ｍ2 ） ｘ1 ：吐出孔中心高さからスリット直上までの距離（ｃ
ｍ） Ａ：任意の位置の水平断面積（ｃｍ2 ） ｘ：吐出孔中心高さからの垂直方向距離（ｃｍ） 【０００１】6. When the area of the horizontal cross section of the open hole at the upper end of the nozzle is A 0 and the horizontal cross sectional area of the center of the discharge hole is A 1 , A 1 / A 0 is 0.7 or less, and the discharge hole center is In the range from to the lower end of the nozzle directly above the slit, the area A of the horizontal cross section at any position satisfies the following formula, and {(dA / dx) · (x 1 / A 1 )} ≦ −0.3 When the horizontal section is A 2 , A 2 / A
The immersion nozzle for continuous casting according to any one of claims 1 to 5, wherein 1 is 0.7 or less. However, A 1 : horizontal cross-sectional area (c
m 2 ) x 1 : Distance from center height of discharge hole to just above slit (c
m) A: horizontal cross-sectional area at an arbitrary position (cm 2 ) x: vertical distance (cm) from the height of the center of the discharge hole
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1994
- 1994-04-28 JP JP11177794A patent/JP3246181B2/en not_active Expired - Fee Related
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