JPS5985351A - Continuous casting method and immersion nozzle - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To generate swirling flow in the molten metal in a continuous casting mold and to improve the quality of a billet by supplying the molten metal through the discharging ports of an immersion nozzle into said mold and inclining the discharging direction relatively with the perpendicular erected on the mold surface. CONSTITUTION:Plural discharging ports 11a, 11b... are provided in the lower part of a bottomed cylindrical body 11 of an immersion nozzle 1 which supplies and discharges a molten metal into a water-cooled mold 2. The direction of the flow discharged from said ports is inclined at angles thetaa, thetab within the range of the angle theta between the perpendicular erected on the mold surface from the center of the discharge and the straight line from the center of the discharge toward each vertex. The angles thetaa, thetab are set at the values determined by the equations: 0<thetaa<tan<-1>La/Lb, 0<thetab<tan<-1>Lb/La, where La, Lb are the length on both sides of the mold 2. The swirling flow in a horizontal arrow direction is thus generated in the molten metal in the mold 2 whereby the molten metal in the mold 2 is effectively stirred and the billet having excellent quality is obtd.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、金属溶湯の連続鋳造法の改良に関する。　本
発明はまた。その鋳造法の実施に使用する浸漬ノーズル
にも関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an improved continuous casting method for molten metal. The present invention also includes: It also relates to a submerged nozzle for use in carrying out the casting process.

鋼をはじめとする合金の連続鋳造においては。In continuous casting of alloys including steel.

表皮下の気泡と介在物を低減し、鋳片中の偏析と冷却方
向の結晶成長とを最少限におさえるため。To reduce bubbles and inclusions under the skin, and to minimize segregation in the slab and crystal growth in the direction of cooling.

凝固しつつある溶湯を攪拌することが必要であって、こ
のためにさまさまな努力がなされている。It is necessary to stir the solidifying molten metal, and various efforts have been made to this end.

通常実施されているのは電磁攪拌であって、最も強力に
これを行なう場合は、電磁攪拌装置ＥＭＳ（Ｅｌｅｃｔ
ｒｏ　Ｍａｇｎｅｔｉｃ　５ｔｉｒｒｅｒ　）　　を、
モールド内（Ｍ−ＥＭＳ）、　モール）”下の第二次（
Ｓ−ＥＭＳ　）および全凝固直前の最終（Ｆ−ＥＭＳ　
）の各段階に設ける。Usually, electromagnetic stirring is used, and for the most powerful stirring, an electromagnetic stirring device EMS (electromagnetic stirring device) is used.
ro Magnetic 5tirrer),
inside the mold (M-EMS),
S-EMS) and final (F-EMS) just before total coagulation
) will be provided at each stage.

ところが１１’　Ｍ　−ＥＭＳは、多額の設備費を要し
。However, 11'M-EMS requires a large amount of equipment cost.

それに対応するだけの攪拌効果が得られるかどうか、疑
問である。It is questionable whether a stirring effect sufficient to cope with this can be obtained.

本発明の目的は、Ｍ−ＥＭＳを用いずに、効果的なモー
ルド内溶湯攪拌の手段を提供することにある。An object of the present invention is to provide a means for effectively stirring molten metal within a mold without using M-EMS.

本発明の別の目的は、Ｍ−ＥＭＳと併用して、その攪拌
効果を一層高め、すぐれた品質の鋳片を得る攪拌手段を
提供することである。Another object of the present invention is to provide a stirring means that can be used in combination with M-EMS to further enhance its stirring effect and obtain slabs of excellent quality.

この意図を実現する方策として１本発明者らの一人は、
他の共同者とともに、連続鋳造において浸漬ノズルを通
じてモールド内へ溶湯を供給する際に、溶湯が吐出され
る勢いを利用して、自然な旋回流を発生させて攪拌に゛
役立てることを着想し。As a measure to realize this intention, one of the inventors has
Together with other collaborators, we came up with the idea of using the force of the molten metal to generate a natural swirling flow to aid in stirring when feeding the molten metal into the mold through an immersion nozzle during continuous casting.

その効果を確認して、すでに提案した（特願昭５６−１
７６６５２号）。After confirming its effectiveness, we have already proposed it (Patent Application 1982-1)
No. 76652).

さきに開示した連続鋳造方法は、金属溶湯を水冷モール
ド内へ浸漬ノズルを通じて供給吐出して行なう連続鋳造
において、吐出流を、吐出の中心に関して対称な複数の
位置において接線方向に。The continuous casting method disclosed above is continuous casting in which molten metal is supplied and discharged into a water-cooled mold through a submerged nozzle, and the discharge flow is tangentially directed at a plurality of positions symmetrical about the center of discharge.

かつモールド面に対して、平行でも直角でもない斜めの
方向に向け、モールド内溶湯に水平方向の旋回流を発生
させることを特徴とする。It is also characterized by generating a horizontal swirling flow in the molten metal in the mold in an oblique direction that is neither parallel nor perpendicular to the mold surface.

モールドの壁に対して溶湯の吐出流が衝突する方向は、
一般的にいって直角と平行の中間、っま９．４５°が最
適であり、それより離れるにつれて効果が低くなるが１
通常は（４５±１０）０の範囲なら、はぼ同様な効果が
得られることがわかった。The direction in which the molten metal discharge flow collides with the mold wall is
Generally speaking, the optimum angle is 9.45°, which is between a right angle and parallel, and the further away from that angle, the less effective it becomes.
It has been found that a similar effect can usually be obtained in the range of (45±10)0.

その後さらに研究を進めた結果、吐出流の方向は、必ら
ずしも接線方向かつ吐出の中心に関して対称の方向でな
くても、上記した４　５ｕ近辺の傾斜での衝突が起るよ
うな条件をみたせばよい、との結論に至った。As a result of further research, we found that the direction of the discharge flow is not necessarily tangential and symmetrical with respect to the center of discharge, but the conditions are such that collision occurs at an inclination of around 4.5u as described above. I came to the conclusion that I should just look at it.

この条件をみたす本発明の連続鋳造法は、第１図に示す
ように、金属溶湯を水冷モールド２内へ浸漬ノズル１を
通じて供給吐出して行なう連続鋳造において、破線の矢
印で示した吐出流の方向を。The continuous casting method of the present invention that satisfies this condition is, as shown in FIG. direction.

吐出の中心Ｃからモールドの各面２ａ、および２ｂに立
てた垂線Ｖａｌ　、　Ｖａ２　、　ＶｂｌおよびＶｂ２
　　に対して、これらの垂線と、吐出の中心Ｃがら各頂
点２１．２２．２３および２４に向う直線ｅｌ。Perpendicular lines Val, Va2, Vbl and Vb2 drawn from the discharge center C to each surface 2a and 2b of the mold
, these perpendicular lines and straight lines el from the center of discharge C to each vertex 21, 22, 23 and 24.

１３２．１３ｇおよびに４とのなす角度θの範囲内で傾
斜させ、モールド内溶湯に実線の矢印で示した水平方向
の旋回流を発生させることを特徴とする。It is characterized in that it is tilted within the range of the angle θ formed by 132.13g and 4, thereby generating a horizontal swirling flow in the molten metal in the mold as shown by the solid arrow.

吐出流の方向は、吐出の中心からモールド各面に立てた
垂線に対して、前記した角度θの約１／２傾斜させる程
度が、旋回流の発生にとって好適であることがわかった
。It has been found that the direction of the discharge flow is preferably inclined by approximately 1/2 of the angle θ described above with respect to the perpendicular line erected from the center of discharge to each surface of the mold for generating a swirling flow.

旋回流を発生させる方向は、溶湯面の上方からみて、左
回り（反時計回り）にすることが好ましい。　これは、
北半球で発生する渦は、地球の自転の影響を受けて左回
りになるので、それと同じ方向をえらべば、旋回が容易
になるからである。The direction in which the swirling flow is generated is preferably to the left (counterclockwise) when viewed from above the molten metal surface. this is,
This is because vortices that occur in the Northern Hemisphere rotate counterclockwise due to the influence of the Earth's rotation, so if you choose the same direction, it will be easier to turn.

本発明は上記の連続鋳造法を実施するだめの浸漬ノズル
に関し、これは、第１図に示すように。The present invention relates to a submerged nozzle for carrying out the above continuous casting method, as shown in FIG.

有底筒状の本体１１の下部に複数の吐出口１２ａ。A plurality of discharge ports 12a are provided at the bottom of the bottomed cylindrical main body 11.

１２ｂを設けてなり、第２図に示すような両辺の長さが
ＬａおよびＬｂ、の長方形の断面を有する水冷モールド
２中に設置する浸漬ノズル１であって。12b, and is installed in a water-cooled mold 2 having a rectangular cross section with lengths La and Lb on both sides as shown in FIG.

吐出口１２ａ、１２ｂの方向を、吐出口の中心からモー
ルドの各面２ａ、２ａ、２ｂおよび２ｂに立てた垂線Ｖ
ａ＋　、　Ｖａ２．ＶｂｌおよびＶｂｚ　　に対して。The direction of the discharge ports 12a, 12b is a perpendicular line V drawn from the center of the discharge ports to each surface 2a, 2a, 2b, and 2b of the mold.
a+, Va2. for Vbl and Vbz.

それぞれ下式で定められる角度θａおよびθｂだけ傾斜
させた形状を特徴とする。　　θａおよびθｂは。It is characterized by a shape inclined by angles θa and θb determined by the following formulas, respectively. θa and θb are.

第２図にみるとおり。As shown in Figure 2.

０　＜　ｔａｎθａ＜４１ Ｌｂ Ｌｂ Ｏ＜ｔａｎθｂ＜−□ Ｌａ であるから Ｌａ Ｏ〈θａ＜ｊａｎ　　− Ｌｂ Ｌｂ Ｏ〈θｂ（ｊａｎ　　− Ｌａ として定義されるわけである。0< tanθa<41 Lb Lb O<tanθb<-□ La Because it is La O〈θa＜jan　- Lb Lb O〈θb(jan　- La It is defined as .

前述したところと同じ理由で、吐出口１２ａ。For the same reason as mentioned above, the discharge port 12a.

１２ｂの方向は、角度 −２Ｌａ が好適である。The direction of 12b is the angle -2La is suitable.

なお、ここで「長方形」とは、第２図においてＬａ・＼
Ｌｂ　　の狭義の長方形の場合に限らず、　Ｌａ−Ｌｂ
　、つまシ正方形をも包含する意味である。Note that "rectangle" here refers to La・\\ in Figure 2.
Not only when Lb is a rectangle in the narrow sense, but also when La−Lb
, which also includes the square shape.

本発明の方法によるときは、たとえば鏑の鋳造において
代表的な形状寸法のモールドにおいて。When the method of the present invention is used, for example, in a mold having a typical shape and size in casting of an iron.

流速が１０　ｃｍ　／’　ｓｅｃ程度（回転数にして数
ｒｐｍ　）の溶湯旋回流が発生する。　この攪拌力は１
本格的なＭ−ＥＭＳのそれには及ばないが、鋼の品質上
の要求がとくにきびしくはない場合には、Ｍ−ＥＭＳ　
　がなくても一応の品質の鋳片を与えるものである。　
Ｍ−ＥＭＳを併用するにしても、簡単なもので足シる。A swirling flow of the molten metal with a flow rate of about 10 cm/' sec (several rpm in terms of rotation speed) is generated. This stirring force is 1
Although it is not as good as full-scale M-EMS, M-EMS can be used when steel quality requirements are not particularly strict.
Even without it, it can give slabs of reasonable quality.
Even if M-EMS is used in conjunction with the system, a simple one will suffice.

　あるいはまた１強力なＭ−ＥＭＳが設置されている場
合には、攪拌の効果を最大限に高めて１品質上のきびし
い要求にこたえる鋳片を製造することができる。Alternatively, if a powerful M-EMS is installed, it is possible to maximize the stirring effect and produce slabs that meet strict quality requirements.

本発明の連続鋳造用浸漬ノズルは１代表的には第１図に
断面を示した形状のものであるが、そのはかにも多くの
態様が可能である。　たとえば吐出口は、有底円筒状の
本体からある長さ突出していることが、吐出流の方向を
正しく定める上で好ましいが、単に筒口孔を設けただけ
で足りる場合も少なくない。　また、吐出口の方向は吐
出の中心つまシノズル本体の中心から放射状でなくても
よいことは当然で、浸漬ノズルを設置すべきモールドに
合わせて各吐出口の方向を傾けておくこともできる。　
このような浸漬ノズルは、モールド内で正しく設置する
ことが容易である。The immersion nozzle for continuous casting of the present invention typically has the shape shown in cross section in FIG. 1, but many other forms are possible. For example, it is preferable for the discharge port to protrude a certain length from the bottomed cylindrical main body in order to correctly determine the direction of the discharge flow, but it is often sufficient to simply provide a cylindrical opening. Furthermore, it goes without saying that the direction of the discharge ports does not have to be radial from the center of the nozzle body, and the direction of each discharge port may be tilted in accordance with the mold in which the immersion nozzle is to be installed.
Such a submerged nozzle is easy to install correctly within the mold.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は，本発明の連続鋳造法において溶湯の旋回流が
発生する原理を説明し．吐出流を向けるべき方向の範囲
を示すだめの，モールド上方からみた概念図である。 第２図は．第１図における吐出流の傾斜角度とモールド
各辺との関係を説明するだめの．第１図に対応する概念
図である。 １・・・・・・・・・浸漬ノズル １１・・・・・・・・・本体．１２ａ，１２ｂ・・・・
・吐出口２・・・・・・・・・モールド θａ，θｂ・・・・・・・・・吐出流の傾斜角度特許出
願人　大同特殊鋼株式会社Figure 1 explains the principle of generating swirling flow of molten metal in the continuous casting method of the present invention. It is a conceptual diagram seen from above the mold, showing the range of directions in which the discharge flow should be directed. Figure 2 is. Let me explain the relationship between the inclination angle of the discharge flow and each side of the mold in Fig. 1. FIG. 2 is a conceptual diagram corresponding to FIG. 1; 1...... Immersion nozzle 11... Main body. 12a, 12b...
・Discharge port 2・・・・・・Mold θa, θb・・・・・・・Inclination angle of discharge flow Patent applicant Daido Steel Co., Ltd.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）金属溶湯を水冷モールド内へ浸漬ノズルを通じて
供給吐出して行なう連続鋳造において、吐出流の方向を
、吐出の中心からモールド各面に立てた垂線に対して、
この垂線と吐出の中心から各頂点に向う直線とのなす角
度θの範囲内で傾斜させ、モールド内溶湯に水平方向の
旋回流を発生させることを特徴とする連続鋳造法。(1) In continuous casting, in which molten metal is supplied and discharged into a water-cooled mold through an immersion nozzle, the direction of the discharge flow is set from the center of discharge to a perpendicular to each surface of the mold.
A continuous casting method characterized in that the molten metal in the mold is tilted within the range of the angle θ between this perpendicular line and a straight line from the center of the discharge toward each vertex, thereby generating a horizontal swirling flow in the molten metal within the mold. （２）吐出流の方向を、吐出の中心からモールド各面に
立てた垂線に対し、前記角度θの約１／２傾斜させる特
許請求の範囲第１項の連続鋳造法。(2) The continuous casting method according to claim 1, wherein the direction of the discharge flow is inclined by about 1/2 of the angle θ with respect to a perpendicular line extending from the center of discharge to each surface of the mold. （３）旋回流の方向が上方からみて反時計回りである特
許請求の範囲第１項または第２項゛の連続鋳造法。(3) The continuous casting method according to claim 1 or 2, wherein the direction of the swirling flow is counterclockwise when viewed from above. （４）金属溶湯が溶鋼である特許請求の範囲第１項ない
し第３項のいずれかの連続鋳造法。(4) The continuous casting method according to any one of claims 1 to 3, wherein the molten metal is molten steel. （５）有底筒状の本体（１１）の下部に複数の吐出口（
１２ａ、１２ｂ、・・・）を設けてなり１両辺の長さが
ＬａおよびＬｂの長方形断面を有する水冷モールド（２
）中に設置する浸漬ノズルであって、吐出口（１２ａ、
１２ｂ）の方向を。 吐出口の中心からモールド各面に立てた垂線に対して、
それぞれ下式で定められる角度θａおよびθｂだけ傾斜
させたことを特徴とする連続鋳造用の浸漬ノスル（１）
。 Ｌａ Ｏ〈θａ　＜　ｔａｎ−’　− Ｌｂ Ｌｂ Ｏ〈θｂ　＜　ｊａｎ”　− Ｌａ(5) A plurality of discharge ports (
A water-cooled mold (2
) is an immersion nozzle installed in a discharge port (12a,
12b) direction. To the perpendicular line drawn from the center of the discharge port to each side of the mold,
Immersion nostle for continuous casting (1) characterized by being inclined by angles θa and θb determined by the following formulas, respectively.
. La O〈θa <tan-' − Lb Lb O〈θb < jan” − La （６）吐出口（１２ａ、１２ｂ）（７）方向を、角度−
２Ｌｂ だけ傾斜させた特許請求の範囲第５項の浸漬ノズル□(6) Adjust the direction of the discharge ports (12a, 12b) (7) to -
The immersion nozzle of claim 5 inclined by 2Lb□