JPH07314102A

JPH07314102A - 連続鋳造用タンディッシュ

Info

Publication number: JPH07314102A
Application number: JP11103394A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Hirashiro; 正平城; Takashi Kanazawa; 敬金沢; Seiji Kumakura; 誠治熊倉
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1994-05-25
Filing date: 1994-05-25
Publication date: 1995-12-05

Abstract

(57)【要約】【目的】溶湯の連続鋳造用タンディッシュを提供する。【構成】(1) タンディッシュ(TD)の側壁上部鉄皮の外面
の周囲に上部が開放された溝、この溝中に低融点溶融金
属シール材及び蓋の側壁鉄皮から張出した突起を備え、
この突起が前記シール材中に浸漬されるシール構造の溶
湯の連続鋳造用TD。 (2)上記(1) の溝、TDの側壁上面と蓋との接合部に前記
溝と連通する貯留部及びこの溝と貯留部の中に低融点溶
融金属シール材を備え、蓋の側壁下端部が前記シール材
中に浸漬されるシール構造の溶湯の連続鋳造用TD。【効果】シール材に低融点金属を用いるため、繰返し使
用の鋳込み中でもシール性が向上し、鋳片の品質が向上
する。シール材は鋳込み終了時には凝固し、タンディッ
シュの蓋と一体となるので、シール作業の省力化が達成
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内部の金属溶湯の再酸
化を防止するための連続鋳造用タンディッシュに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】鋼を連続鋳造する場合、タンディッシュ
は一般的には溶鋼を取鍋から受容し鋳型へ供給するため
の溶鋼容器である。さらにタンディッシュは、鋳型内の
溶鋼面を安定させる機能と、一つのタンディッシュから
複数の鋳型への溶鋼を分配する機能とを有するととも
に、溶鋼中の介在物を浮上・分離させて鋼を清浄化する
機能も有する。

【０００３】特に近年では、生産性の向上を目的として
高速連続鋳造が実施されているが、この場合、鋳型内で
の介在物の浮上・分離はほとんど期待できないため、タ
ンディッシュ内での介在物の浮上・分離の促進および溶
鋼の清浄化が重要な技術的課題になってきている。

【０００４】しかし、タンディッシュ内での溶鋼の再酸
化防止が不十分であれば、上記課題を解決することは当
然不可能となる。したがって、タンディッシュ内で溶鋼
の清浄化を十分に達成する前提条件として、タンディッ
シュ内で溶鋼が再酸化するのを防止することが不可欠で
ある。

【０００５】従来の溶鋼の連続鋳造用タンディッシュの
シール方法の例とそのシール上の問題点を、図５〜図７
に基づいて説明する。

【０００６】図５は、取鍋とタンディッシュとの構成例
の概要を示す縦断面図である。この場合のタンディッシ
ュ１には、蓋２、２組のストッパーノズル３と浸漬鋳込
ノズル４および注入管９が備えられている。取鍋５内か
ら溶鋼６が取鍋ノズル７おび注入管９をとおしてタンデ
ィッシュ１内に供給され、この内部で溶鋼６′のレベル
を維持しながら、溶鋼６′はストッパーノズル３の操作
により、浸漬鋳込ノズル４をとおして鋳型（図示せず）
内へ供給されることで連続鋳造が行われる。

【０００７】このとき、取鍋ノズル７と注入管９との開
孔部８は笠状シール10とアルゴンなどの不活性ガスを用
いて、また、蓋２に存在するストッパーノズル３との開
孔部８′はグラスウール状シール材11を用いて、それぞ
れシールされ、外部からの空気の侵入を防止する。

【０００８】さらに、通常、タンディッシュ１の側壁上
面と蓋２との間の接合部は、モルタル12などの不定形耐
火物を用いて、図６(a) 、図６(b) に示すような構造で
シールされている。このモルタル12には予め加熱・乾燥
を施して、その付着力が高められる。

【０００９】タンディッシュとその蓋の接合部を鉄皮溶
接によって隙間が存在しない一体構造とせず、上記のよ
うな構造とせざるを得ないのは、タンディッシュ耐火物
の点検・補修、残存凝固付着鋼の除去などの必須の付随
作業の際の利便性も確保しておかねばならないという理
由による。

【００１０】上記のモルタル12は、加熱・乾燥により硬
化するためヒビ割れ等の隙間が発生し、長期間安定かつ
完全なシールの実現には至らない。さらに、タンディッ
シュ１は当然、繰り返し使用されるので、使用回数が進
むにつれタンディッシュ１の側壁上面と蓋２の接合部と
の間には鉄皮の熱歪みなどのために必ず「隙間」が発生
し、シールが破壊される。この隙間が多くなった場合
は、鋳込み操業中、タンディッシュ内にアルゴンガスを
吹き込んで内部を正圧に保とうとしても、リークが大き
く、正圧維持が不可能となる。また外部からの侵入空気
と混合したりして、アルゴンガスによる置換を完全に行
うことはできない。この結果、鋳込み中の二次酸化によ
りタンディシュ内の溶鋼中の介在物が増加し、鋳片の品
質劣化を招く。

【００１１】特開平２−236064号公報には、製鋼工場な
どで使用される耐火物構造体の接続部（例えば、真空脱
ガス装置の浸漬管と真空槽の接続部など）を、B₂O₃系の
溶融スラグでシールする方法が示されている。

【００１２】この方法をタンディッシュとその蓋との間
のシール方法として適用する場合、図７に示すように、
タンディッシュの側壁上面に溝部を、蓋の接合部下面に
下向きの凸部をそれぞれ設けて嵌合させる構造とし、嵌
合部の空間に予め粉末状のB₂O₃系スラグを充填してお
き、鋳込み開始前にタンディッシュ内をバーナーで加熱
して昇温し、嵌合部の温度上昇によりこれを溶融させる
ことで、凸部を溶融スラグに浸漬させて操業中のシール
を行うものである。

【００１３】この方法では、接合部に前記の隙間が存在
していると、密度の小さいB₂O₃系スラグ粉末が、タンデ
ィッシュ内部の予熱用バーナーのガス圧により、溶融前
の時点で吹き飛ばされる恐れがある。

【００１４】また、タンディッシュの鉄皮温度は鋳込み
操業中でもせいぜい約 200〜350 ℃程度であり、一方、
B₂O₃の融点は450 ℃であるので、操業中のタンディッシ
ュからの放熱量で溶融状態を維持させることは難しく、
B₂O₃粉末の溶融状態維持のためだけに別に熱を付加する
ことが必要となる。

【００１５】鋳込み操業中は、タンディッシュ内の溶鋼
中にアルゴンガスを吹き込んで、アルゴン気泡の浮上力
により介在物の浮上・分離を促進させる。また、前述の
ようにタンディッシュ内を不活性雰囲気に保つために溶
鋼面上の空間へアルゴンガスを注入している。これらの
アルゴンガスによってタンディッシュ内は加圧雰囲気に
保たれ、内圧と外圧の差によって溶融しているB₂O₃が吹
き飛ばされ、シールが破壊される。

【００１６】このような溶融スラグは、使用後、凝固し
て溝部を埋めるので、再シールする場合、凝固したスラ
グを完全に除去・清掃し、新たに粉末状スラグをセット
する必要がある。この作業性の難点からも、溶融スラグ
シール法をタンディッシュに直接適用することは困難で
ある。

【００１７】特開平３−57543 号公報には、タンディッ
シュの気密性を保持するために取鍋とタンディッシュと
を結合し、さらにタンディッシュと蓋とを一体化した構
造の連続鋳造用タンディッシュが示されている。この結
合部にはスライディングノズルが備えられており、取鍋
とタンディッシュ間およびタンディッシュの気密性は向
上するが、タンディッシュが口の狭い容器となり、タン
ディッシュ内の耐火物施工およびメインテナンスなどの
作業を行う上で困難が生ずる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の課題を
解決するためになされたものであり、本発明の目的は、
安定したシールを維持することができる連続鋳造用タン
ディッシュを提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、次の
(1) 、(2) のタンディッシュにある。

【００２０】(1)外気の侵入を遮断するための上蓋を有
する溶湯の連続鋳造用タンディッシュであって、タンデ
ィッシュの側壁上部鉄皮の外面の周囲に上部が開放され
た溝、この溝中に低融点溶融金属シール材、および蓋の
側壁鉄皮に接続してこの鉄皮部から張り出した突起を備
え、この突起が前記シール材中に浸漬されるシール構造
を有する溶湯の連続鋳造用タンディッシュ。

【００２１】(2)外気の侵入を遮断するための上蓋を有
する溶湯の連続鋳造用タンディッシュであって、タンデ
ィッシュの側壁上部鉄皮の外面の周囲に上部が開放され
た溝、タンディッシュの側壁上面と蓋との接合部に前記
溝と連通する貯留部、およびこの溝と貯留部の中に低融
点溶融金属シール材を備え、蓋の側壁下端部が前記シー
ル材中に浸漬されるシール構造を有する溶湯の連続鋳造
用タンディッシュ。

【００２２】

【作用】本発明のタンディッシュと蓋との間のシール構
造の例を、図１〜図３に基づいて説明する。

【００２３】本発明のタンディッシュで用いるシール材
は、低融点の易融金属である。これらは、例えば鉛、
錫、カドミウムおよびそれらの合金であり、いずれもそ
の融点が200 〜 350℃程度の範囲にあり、操業中のタン
ディッシュの鉄皮温度で容易に溶融するものである。

【００２４】例えば鉛は、融点が 327.5℃、密度が 11.
35g/cm³(20℃) である。このような低融点金属のシール
材であれば、鋳込み開始前のタンディッシュ予熱で容易
に溶融させることができる。予め溶融状態としたものを
シールのための溝に注入してもよく、いずれの場合で
も、鋳込み操業中にタンディッシュからの放熱で溶融状
態を維持することも容易である。さらに、スラグシール
材よりも高密度であるので、タンディッシュ内の圧力に
より吹き飛ばされる可能性も低下する。また、鉛は沸点
が1740℃であるので、タンディッシュ内部の予熱温度13
00℃前後の雰囲気に触れても、急激な気化は発生しな
い。

【００２５】図１は、タンディッシュ側壁上部の鉄皮13
の外面の周囲に上部が開放された低融点金属の溶融シー
ル材14を保持する溝15と、蓋２の側壁の鉄皮13′に接続
してこの鉄皮13′部から張り出した突起16とを備えたタ
ンディッシュの要部の縦断面図である。

【００２６】溝15は、溝15内の溶融シール材14の下面が
蓋２とタンディッシュ側壁上部との接合部を必ず含むよ
うにタンディッシュ１の鉄皮13の全周にわたって連続状
で設けられる。シールは、この接合部に存在する微小な
隙間に溝15内の溶融シール材14が浸入することによって
行われる。

【００２７】溝15の縦断面形状は、図１に示すように、
溝15の下部に向かってその水平方向の幅が連続的に小さ
くなるテーパーを有する。突起16は図示する形状で蓋２
の鉄皮13′から張り出して曲がり、その浸漬部の先端に
は垂直断面が銛 (もり) 状の先端部17を備えている。先
端部17を備える突起16は、蓋２の鉄皮13′の全周にわた
って連続状で、または全周の一部に複数個設けられる。
突起16と先端部17の材料は、通常の構造用鋼材などで十
分である。

【００２８】上記形状の溝15、突起16およびこれと連な
る先端部17を備えていると、操業終了後、溝15内の溶融
シール材14が凝固していても、蓋２を取り外す場合に、
凝固シール材と蓋２は突起16および先端部17と鋳ぐるみ
状態で連結されているため、凝固シール材も蓋２と同時
に容易に上部へ引き上げ、取り外すことができる。

【００２９】このため、溝15内の凝固シール材の除去・
清掃作業が軽減される。また、再操業のためタンディッ
シュ１内を清掃・補修後、そのまま蓋２を取付けた場
合、蓋２と凝固シール材が同時にはめ込まれるので、新
たなシール材の充填作業を行う必要がない。

【００３０】上記の突起16および先端部17は、シール材
の引上げの際に凝固シール材と蓋２とが離れないように
するためのものであるので、その形状は前記の曲がりや
銛の形状に限定されない。

【００３１】図２は、タンディッシュ側壁上面と蓋との
接合部に、段差構造による低融点金属の溶融シール材の
貯留部を設ける例を示すタンディッシュ要部の縦断面図
である。図１に示すタンディッシュとシール構造では、
上記接合部の隙間が大きくなった場合溶融シール材の飛
散または漏れなどが発生し、シールの目的が達成できな
い恐れがある。

【００３２】図２に示すように、段差構造による溶融シ
ール材14の貯留部18を設け、図１の場合と同様に設けた
溝15内の溶融シール材14が連通管の原理で貯留部18に入
るようにすることで、接合部の隙間によるシール破壊を
防止する。この場合のシールは、蓋２の側壁下端部が溶
融シール材14内に浸漬されることで行われる。

【００３３】この場合、蓋２と凝固シール材とを同時に
取り外す際に必要な鋳ぐるみによる連結状態を強固にす
るために、蓋２の鉄皮13′の下端部の外側にフランジ状
の突起16′を設ける必要がある。ただし、この突起16′
は、必ずしも鉄皮13′の全周に連続して設ける必要はな
い。

【００３４】図３は、図２に示す段差構造の貯留部に替
えて、タンディッシュの側壁上面と蓋との接合部に、図
示するようなテーパ状の貯留部18′を設ける例を示すタ
ンディッシュ要部の縦断面図である。図示するテーパ
は、凝固シール材の抜きテーパであり、その角度θは５
度前後とするのが望ましい。この場合のシール原理とそ
の効果、または蓋と凝固シール材の取り外し方法とその
際の効果は、図２の場合と同じである。

【００３５】図２および図３に示すタンディッシュとそ
のシール構造では、繰り返し使用の熱歪みにより既に隙
間が存在している場合、また、熱歪みなどのために操業
中に突発的に隙間が発生する場合のいずれにおいても、
鋳込み操業中にシールを維持することが可能である。

【００３６】本発明のタンディッシュは、溶鋼の場合だ
けでなく、タンディッシュ内での二次酸化が問題となる
溶湯の場合に適用することができる。例えば、Ni基合
金、Co基合金、ステンレス鋼、Al、Cuおよびこれらの合
金などである。

【００３７】

【実施例】図３に示す本発明のタンディッシュ、図６
(b) に示す従来のモルタルシール方法によるタンディッ
シュおよび図７に示す従来のB₂O₃スラグシール方法によ
るタンディッシュを用いて、次の方法と条件で鋳込み実
験を行った。

【００３８】実験装置は、耐火物製のトラフ、その下部
出口とタンディッシュ入側とを連結する湯道およびタン
ディッシュがそのの長手方向に直列に配置され、トラフ
とタンディッシュは連通管（下注）方式で繋がる簡易な
ものとした。タンディッシュ寸法は内寸で長さ1000mm×
幅 200mm×高さ 300mmとし、その溶鋼入側と反対側の下
部にはスライディングノズルを取付け、その下部に排出
溶鋼受けを配置した。

【００３９】タンディッシュの蓋にArガス配管を接続
し、タンディッシュ、湯道およびトラフ内の置換が可能
となるように配慮した。

【００４０】本発明のタンディッシュのシール材には鉛
を用い、タンディッシュ内部の予熱はシール部の温度が
350 ℃になるようにしておき、鉛を予め溶融しておいて
溝に流し込んだ。

【００４１】いずれの方法においても、２トンの溶鋼
（Ｃ：0.05％程度、トータル酸素約50ppm の脱酸溶鋼、
温度1555〜1565℃）を準備して取鍋内溶鋼からサンプリ
ングし、その後、取鍋からトラフを経て連通管方式でタ
ンディッシュ内に注入し、その内部の溶鋼ヘッドを約20
0mm に維持しつつ、約３分後、タンディッシュ出口、す
なわちスライディングノズルの出口で、溶鋼のサンプリ
ングを実施した。なお注入直前までは、Arでタンディッ
シュ、湯道およびトラフ内を置換しておき、注入直後に
Arを停止した。

【００４２】評価は、各タンディッシュで取鍋からタン
ディッシュへの湯通しを連続して３回行い、取鍋内の溶
鋼中とタンディッシュ出口の溶鋼中のトータル酸素値を
分析し、この値の上昇度を比較することで行った。

【００４３】連続で湯通しを行う場合、従来のタンディ
ッシュでは、いずれも、湯通しを１回行う毎に蓋を開け
てタンディッシュ内部と接合部または溝部の清掃を行
い、その後モルタルまたはB₂O₃粉末でタンディッシュと
蓋との接合部を新たにシールした。本発明のタンディッ
シュの場合は、１回目の湯通しを始める前に、溶融して
いる鉛でシールをしただけである。

【００４４】図４はシール方法とタンディッシュ出側で
の溶鋼中のトータル酸素（Ｔ〔Ｏ〕）との関係を示す図
である。

【００４５】図示するように、モルタルシール法の場合
では、シール中および操業中の熱によってモルタルの硬
化とヒビ割れが生じて隙間から空気が侵入し、溶鋼が酸
化していることがわかる。

【００４６】B₂O₃スラグシール法の場合では、Ｔ〔Ｏ〕
値は取鍋中の溶鋼のそれとほとんど同じ値であり、シー
ル効果が高い。しかし、この効果は、湯通しを１回行う
毎に蓋を開けてタンディッシュと蓋のシール部に凝固・
残存したB₂O₃スラグを除去し、新たに粉末状のB₂O₃を用
いてシール作業を行うことで得られたものである。

【００４７】溶融鉛シール法の場合では、Ｔ〔Ｏ〕値は
取鍋中の溶鋼のそれとほとんど同じ値であり、シール効
果が高いことがわかる。さらに、湯通しを１回行う毎に
蓋を開けたが、その時の取り外し作業にも何ら問題はな
く、また蓋のシール部の鉛が溝の形状を保ったままで保
持されていた。すなわち、２、３回目の湯通しの前に新
たなシール作業を行わなくても、タンディッシュの予熱
の段階で、蓋と一体化している鉛が溶融して、繰り返し
鋳込み操業中においても良好なシールが維持されていた
ことが明らかである。

【００４８】

【発明の効果】本発明のタンディッシュとこれを用いる
連続鋳造方法によれば、次の、の効果を得ることが
できる。

【００４９】低融点金属をシール材とするため、シー
ル性が向上する。この結果、タンディシュを繰り返し使
用しても、タンディッシュ内への侵入空気による二次酸
化で発生する介在物増加を防止することができ、鋳片の
品質が向上する。

【００５０】シール材はシール時には液体となり、鋳
込み作業終了時には凝固してタンディッシュの蓋と一体
となるので、取扱い上およびシール作業上の省力化が達
成され、作業能率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明タンディッシュのシール構造の例を示す
要部の縦断面図である。

【図２】本発明タンディッシュのシール構造の例を示す
要部の縦断面図である。

【図３】本発明タンディッシュのシール構造の例を示す
要部の縦断面図である。

【図４】実施例におけるシール方法とタンディッシュ出
側での溶鋼中の酸素との関係を示す図である。

【図５】従来技術における取鍋とタンディッシュとの概
要を示す縦断面図である。

【図６】従来技術におけるタンディッシュと蓋とのシー
ル方法を示す要部の縦断面図である。

【図７】B₂O₃溶融スラグを用いるシール方法を示す要部
の縦断面図である。

【符号の説明】

１：タンディッシュ、２：蓋、
３：ストッパーノズル、４：浸漬鋳込ノズル、５：取
鍋、６，６′: 溶鋼、７：取鍋ノズ
ル、８，８′: 開孔部、９：注入管、1
0：笠状シール、 11：グラスウール状シール材、1
2：モルタル、13，13′: 鉄皮、 14：低融点溶融金
属シール材、15：溝、16，16′: 突起、 17：先端
部、18：段差構造による溶融金属シール材の貯留部、1
8′: テーパ構造による溶融金属シール材の貯留部、
θ：テーパの角度

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外気の侵入を遮断するための上蓋を有する
溶湯の連続鋳造用タンディッシュであって、タンディッ
シュの側壁上部鉄皮の外面の周囲に上部が開放された
溝、この溝中に低融点溶融金属シール材、および蓋の側
壁鉄皮に接続してこの鉄皮部から張り出した突起を備
え、この突起が前記シール材中に浸漬されるシール構造
を有する溶湯の連続鋳造用タンディッシュ。
【請求項２】外気の侵入を遮断するための上蓋を有する
溶湯の連続鋳造用タンディッシュであって、タンディッ
シュの側壁上部鉄皮の外面の周囲に上部が開放された
溝、タンディッシュの側壁上面と蓋との接合部に前記溝
と連通する貯留部、およびこの溝と貯留部の中に低融点
溶融金属シール材を備え、蓋の側壁下端部が前記シール
材中に浸漬されるシール構造を有する溶湯の連続鋳造用
タンディッシュ。