JPS63303665A - 連続鋳造浸漬ノズル - Google Patents
連続鋳造浸漬ノズルInfo
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- JPS63303665A JPS63303665A JP62134940A JP13494087A JPS63303665A JP S63303665 A JPS63303665 A JP S63303665A JP 62134940 A JP62134940 A JP 62134940A JP 13494087 A JP13494087 A JP 13494087A JP S63303665 A JPS63303665 A JP S63303665A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
- B22D41/50—Pouring-nozzles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は浸漬ノズル内壁への介在物の付着・成長を抑
制し、連続鋳造の鋳片の酸化物系介在物起因の欠陥発生
を防止する浸漬ノズルに関するものである。
制し、連続鋳造の鋳片の酸化物系介在物起因の欠陥発生
を防止する浸漬ノズルに関するものである。
連続鋳造での浸漬ノズル内壁への酸化物系介在物付着は
、時間の経過とともに増大し、鋳造時間を制約するだけ
でなく、数ミクロンの鋼中の脱酸生成物が粗大化させ、
しばしば製品欠陥を誘発させる。また最近の連続鋳造の
高速化において、鋳型内のパウダー起因の製品の欠陥率
が上昇することが確認されている。これには鋳型内での
場面の変動量とに密接な関係があって、ある範囲の大き
さの変動量を越えると大きい変動でも小さい変動でも、
パウダー性欠陥を誘発するのであるが連続鋳造の高速化
において顕著に製品欠陥として反映されたにすぎない、
鋳型内での場面の変動量は鋳型内へ吐き出す溶湯の流速
、溶湯の方向により決定されるので浸漬ノズルの形状に
ついては、本来鋳造速度、鋳片の幅側に細かく選定する
必要がある。ところが浸漬ノズル内壁への介在物の付着
量の進行は鋳型内へ吐き出す溶湯の流速、溶湯の方向を
経時変化させ、最良の浸漬ノズル形状の選定をした場合
にも、しばしばパウダー性表面欠陥を引き起こすことが
ある。浸漬ノズル内壁への付着に関しては、浸漬ノズル
材質が大きく影響し、たとえば溶融シリカ質の浸漬ノズ
ルにはほどんと介在物の付着は認められない、しかし溶
融シリカ質浸漬ノズルは鋼中のMnなどと反応し、溶損
するため鋳造のトラブルが発生しやすく、鋳片品質にも
問題となる。従って一般のアルミキルド鋼の連続鋳造で
は、アルミナ−グラファイトあるいは、アルミナ−グラ
ファイト+ジルコニア賞の組合せ材質の浸漬ノズルが使
用されている。アルミナ−グラファイト質浸漬ノズルを
使用する場合には、酸化物系介在物の付着、焼結、成長
が急速に進行するため、浸漬ノズル内へ不活性ガス一般
にはAr等を吹き込み機械的洗浄によって、この進行を
抑圧している。更に最近では浸漬ノズルの材質的検討が
なされている。その−例として、鋳造開始時の熱衝撃の
対策として、アルミナ−グラファイト内に20から30
%の5i02が混合されているが、鋳造時の強還元性雰
囲気のもとでは5i02 (s)+C(s)→S i
o (g)+CO(g)となり、SiOがガス化しこれ
が鋼中への酸素供給源となり、介在物を生成し介在物の
付着、成長を誘発する可能性があるため、浸漬ノズルの
材質を5i02からSiCとカーボンに置き換えらる。
、時間の経過とともに増大し、鋳造時間を制約するだけ
でなく、数ミクロンの鋼中の脱酸生成物が粗大化させ、
しばしば製品欠陥を誘発させる。また最近の連続鋳造の
高速化において、鋳型内のパウダー起因の製品の欠陥率
が上昇することが確認されている。これには鋳型内での
場面の変動量とに密接な関係があって、ある範囲の大き
さの変動量を越えると大きい変動でも小さい変動でも、
パウダー性欠陥を誘発するのであるが連続鋳造の高速化
において顕著に製品欠陥として反映されたにすぎない、
鋳型内での場面の変動量は鋳型内へ吐き出す溶湯の流速
、溶湯の方向により決定されるので浸漬ノズルの形状に
ついては、本来鋳造速度、鋳片の幅側に細かく選定する
必要がある。ところが浸漬ノズル内壁への介在物の付着
量の進行は鋳型内へ吐き出す溶湯の流速、溶湯の方向を
経時変化させ、最良の浸漬ノズル形状の選定をした場合
にも、しばしばパウダー性表面欠陥を引き起こすことが
ある。浸漬ノズル内壁への付着に関しては、浸漬ノズル
材質が大きく影響し、たとえば溶融シリカ質の浸漬ノズ
ルにはほどんと介在物の付着は認められない、しかし溶
融シリカ質浸漬ノズルは鋼中のMnなどと反応し、溶損
するため鋳造のトラブルが発生しやすく、鋳片品質にも
問題となる。従って一般のアルミキルド鋼の連続鋳造で
は、アルミナ−グラファイトあるいは、アルミナ−グラ
ファイト+ジルコニア賞の組合せ材質の浸漬ノズルが使
用されている。アルミナ−グラファイト質浸漬ノズルを
使用する場合には、酸化物系介在物の付着、焼結、成長
が急速に進行するため、浸漬ノズル内へ不活性ガス一般
にはAr等を吹き込み機械的洗浄によって、この進行を
抑圧している。更に最近では浸漬ノズルの材質的検討が
なされている。その−例として、鋳造開始時の熱衝撃の
対策として、アルミナ−グラファイト内に20から30
%の5i02が混合されているが、鋳造時の強還元性雰
囲気のもとでは5i02 (s)+C(s)→S i
o (g)+CO(g)となり、SiOがガス化しこれ
が鋼中への酸素供給源となり、介在物を生成し介在物の
付着、成長を誘発する可能性があるため、浸漬ノズルの
材質を5i02からSiCとカーボンに置き換えらる。
又ジルコニア質の浸漬ノズルについては、■熱伝導性が
低い、■脱酸生成物の付着がしにくい等の理由で、最近
はジルコニア質の浸漬ノズルを使用していることが多い
。
低い、■脱酸生成物の付着がしにくい等の理由で、最近
はジルコニア質の浸漬ノズルを使用していることが多い
。
第4図の(イ)は両畦出孔2の中心を通る浸漬ノズルl
切断面で、(ロ)は両畦出孔2の中心を通る浸漬ノズル
1の縦断面4 (A−A”)と、(ハ)はこれと直角方
向の縦断面5 (B−B’ )における介在物の付着状
況図である。この介在物付着厚を吐出孔2の上端より4
0fi上における溶湯流通路6内壁3で測定した。浸漬
ノズル1がアルミナ−グラファイト質と、ジルコニア質
について説明する。第5図は、鋳造時間とアルミナ付着
厚の関係を示す、O印とΔ印は、アルミナ−グラファイ
ト質で、・印とム印は、ジルコニア質である。
切断面で、(ロ)は両畦出孔2の中心を通る浸漬ノズル
1の縦断面4 (A−A”)と、(ハ)はこれと直角方
向の縦断面5 (B−B’ )における介在物の付着状
況図である。この介在物付着厚を吐出孔2の上端より4
0fi上における溶湯流通路6内壁3で測定した。浸漬
ノズル1がアルミナ−グラファイト質と、ジルコニア質
について説明する。第5図は、鋳造時間とアルミナ付着
厚の関係を示す、O印とΔ印は、アルミナ−グラファイ
ト質で、・印とム印は、ジルコニア質である。
0印と・印は浸漬ノズル1の縦断面4で、Δ印とム印は
これと直角方向の縦断面5における印である。第6図は
浸漬ノズル内溶湯の流速とアルミナ付着厚の関係を示す
、第7図は浸漬ノズルのアルゴン吹き込み量とアルミナ
付着厚の関係を示す。
これと直角方向の縦断面5における印である。第6図は
浸漬ノズル内溶湯の流速とアルミナ付着厚の関係を示す
、第7図は浸漬ノズルのアルゴン吹き込み量とアルミナ
付着厚の関係を示す。
第5図、6図、第7図から明らかなように、浸漬ノズル
1の吐出孔の方向縦断面4では、浸漬ノズルの材質のジ
ルコニヤ化、浸漬ノズル内溶湯の流速の増大、ノズル内
へのアルゴン吹き込み量の増大によってアルミナ付着厚
は軽減されるが、これに対して上記浸漬ノズル1の縦断
面4とこれと直角方向の縦断面5では、浸漬ノズル材質
のジルコニヤ化、浸漬ノズル内溶湯の流速の増大、浸漬
ノズル内へのアルゴン吹き込み量の増大させても、アル
ミナ付着厚はほどんと軽減されていないために、製品の
予期せめ欠陥の発生に至ることが多かった。
1の吐出孔の方向縦断面4では、浸漬ノズルの材質のジ
ルコニヤ化、浸漬ノズル内溶湯の流速の増大、ノズル内
へのアルゴン吹き込み量の増大によってアルミナ付着厚
は軽減されるが、これに対して上記浸漬ノズル1の縦断
面4とこれと直角方向の縦断面5では、浸漬ノズル材質
のジルコニヤ化、浸漬ノズル内溶湯の流速の増大、浸漬
ノズル内へのアルゴン吹き込み量の増大させても、アル
ミナ付着厚はほどんと軽減されていないために、製品の
予期せめ欠陥の発生に至ることが多かった。
この発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって
、吐出孔2に対して直角方向に当たる縦断面5でも、ア
ルミナ付着厚を軽減させる方法を提供することを目的と
する。
、吐出孔2に対して直角方向に当たる縦断面5でも、ア
ルミナ付着厚を軽減させる方法を提供することを目的と
する。
〔問題点を解決するための手段・作用〕この発明は連続
鋳造鋳型内の溶湯に浸漬され、タンディシュ内の溶湯を
2個の相対向する吐出孔より鋳型内に注入する浸漬ノズ
ルにおいて、吐出孔部より下部の溶湯流通路の断面積を
吐出孔より真上部の溶湯流通路の断面積より小さくし、
かつ吐出孔部より下部の溶湯流通路の相対向する2個の
吐出孔にたいする90度ずれた位置の内径を前記吐出孔
の水平寸法と等としくすることを特徴とする。更に吐出
孔部より下部の溶湯流通路の断面積と吐出孔より上部の
溶湯流通路の断面積の比(以下絞り比という)が0.6
から0.8の範囲であることが好ましい。
鋳造鋳型内の溶湯に浸漬され、タンディシュ内の溶湯を
2個の相対向する吐出孔より鋳型内に注入する浸漬ノズ
ルにおいて、吐出孔部より下部の溶湯流通路の断面積を
吐出孔より真上部の溶湯流通路の断面積より小さくし、
かつ吐出孔部より下部の溶湯流通路の相対向する2個の
吐出孔にたいする90度ずれた位置の内径を前記吐出孔
の水平寸法と等としくすることを特徴とする。更に吐出
孔部より下部の溶湯流通路の断面積と吐出孔より上部の
溶湯流通路の断面積の比(以下絞り比という)が0.6
から0.8の範囲であることが好ましい。
本来縦断面4の結果に見られる様に溶湯の流速を増大さ
せれば、浸漬ノズル内壁への介在物付着は抑制できるが
、縦断面5には溶湯流れが停滞する「流れのよどみ」が
存在するため、縦断面4とは異なり介在物の付着の抑制
ができない。この「流れのよどみ」は第5図の縦断面5
での”介在物付着の進行とともに緩やかなったことから
も判るように、その縦断面5を「流れのよどみ」を形成
しにくいように変化させれば、縦断面5においても縦断
面4と同一効果をえることができる。本発明は浸漬ノズ
ル内溶湯流が分流する吐出孔2の位置において、吐出孔
2と90度ずれた位置の断面だけを変化(縮小)するこ
とで縦断面5下部に形成される「流れのよどみ」を解消
ものであり吐出孔2の縮小寸法と一致させるのは、「流
れのよどみ」の新たな形成を防止するためである。
せれば、浸漬ノズル内壁への介在物付着は抑制できるが
、縦断面5には溶湯流れが停滞する「流れのよどみ」が
存在するため、縦断面4とは異なり介在物の付着の抑制
ができない。この「流れのよどみ」は第5図の縦断面5
での”介在物付着の進行とともに緩やかなったことから
も判るように、その縦断面5を「流れのよどみ」を形成
しにくいように変化させれば、縦断面5においても縦断
面4と同一効果をえることができる。本発明は浸漬ノズ
ル内溶湯流が分流する吐出孔2の位置において、吐出孔
2と90度ずれた位置の断面だけを変化(縮小)するこ
とで縦断面5下部に形成される「流れのよどみ」を解消
ものであり吐出孔2の縮小寸法と一致させるのは、「流
れのよどみ」の新たな形成を防止するためである。
以下添付図を参照してこの発明の実施例について説明す
る。
る。
第1図はこの発明の実施例に係わる吐出孔2が丸型で、
底部11がプール型の連続鋳造用浸潤ノズルの断面図で
ある。第1図は(イ)は両畦出孔2の中心を通る浸漬ノ
ズルlの縦断面4 (A−A ’ )と、(ロ)はこれ
と直角方向の縦断面5 (B−B ’ )の図である
。実線は切断面で、点線は断面縮小部の縦断面図である
。浸漬ノズルlは耐火物で作られており、その下部に2
個の相対向する吐出孔2が設置されている。浸漬ノズル
1の製造方法は、浸漬ノズル1の溶湯流通路側に相当す
る吐出孔2より上部の溶湯流通路内径く以下第1次管径
という)7と、かつ吐出孔部より下部の溶湯流通路内径
(以下第2次管径という)8が狭い絞った断面が円形の
金枠を使用し、金枠とラバーの間に耐火物を流し込み、
ラバープレス方式により成形する。
底部11がプール型の連続鋳造用浸潤ノズルの断面図で
ある。第1図は(イ)は両畦出孔2の中心を通る浸漬ノ
ズルlの縦断面4 (A−A ’ )と、(ロ)はこれ
と直角方向の縦断面5 (B−B ’ )の図である
。実線は切断面で、点線は断面縮小部の縦断面図である
。浸漬ノズルlは耐火物で作られており、その下部に2
個の相対向する吐出孔2が設置されている。浸漬ノズル
1の製造方法は、浸漬ノズル1の溶湯流通路側に相当す
る吐出孔2より上部の溶湯流通路内径く以下第1次管径
という)7と、かつ吐出孔部より下部の溶湯流通路内径
(以下第2次管径という)8が狭い絞った断面が円形の
金枠を使用し、金枠とラバーの間に耐火物を流し込み、
ラバープレス方式により成形する。
その後、吐出孔2を工具で開けてから、焼成する。
この吐出孔2を開ける時には、吐出孔部2より下部の溶
湯流通路内径8と、吐出孔水平寸法9が等しくなるよう
にし、吐出孔2の孔開は方向は、水平に対しである角度
を持たせる。吐出孔2の孔開けの中心と、絞り部下端1
0が交わるようにする。
湯流通路内径8と、吐出孔水平寸法9が等しくなるよう
にし、吐出孔2の孔開は方向は、水平に対しである角度
を持たせる。吐出孔2の孔開けの中心と、絞り部下端1
0が交わるようにする。
次に、この実施例の動作について説明する。まず図示し
ないタンディシェから浸漬ノズル1に溶湯を供給し、2
個の相対向する吐出孔2から鋳型(図示せず)に注入す
る。そうすると、従来は2個の相対向する吐出孔2から
90度ずれた位置の内壁溶湯流通路6の吐出孔2の上端
より40鶴上の内壁にアルミナ付着厚が多かったが、そ
の部分を絞ることによって、よどみが少なくなってその
部分のアルミナ付着厚が著しく減少した。
ないタンディシェから浸漬ノズル1に溶湯を供給し、2
個の相対向する吐出孔2から鋳型(図示せず)に注入す
る。そうすると、従来は2個の相対向する吐出孔2から
90度ずれた位置の内壁溶湯流通路6の吐出孔2の上端
より40鶴上の内壁にアルミナ付着厚が多かったが、そ
の部分を絞ることによって、よどみが少なくなってその
部分のアルミナ付着厚が著しく減少した。
そして、吐出孔の流出側の内径と、吐出孔部より一下部
の溶湯流通路の相対向する2個の吐出孔にたいする90
度ずれた位置の内径との比をいろいろ変えて、アルミナ
付着厚を調査した結果、その比が1のものがアルミナ付
着厚がもっとも少ない。
の溶湯流通路の相対向する2個の吐出孔にたいする90
度ずれた位置の内径との比をいろいろ変えて、アルミナ
付着厚を調査した結果、その比が1のものがアルミナ付
着厚がもっとも少ない。
次に、アルミナ付着厚と絞り比の関係を第2図に示した
。第1次管径7が75から85鶴φ、絞り部の断面径8
は50から6511Iφ、鋳造速度105から5゜0
Ton /ll1in、 &9鋳造時間は150から2
50分、浸漬ノズル材質は アルミナ−グラファイト質
(内装ジルコニア質)での鋳造条件で行った。第2図か
ら絞り比が0.5以下の場合は鋳造初期の地金閉鎖が発
生しノズル詰まりとなりやすく、絞り比が0゜8を超え
るとアルミナ付着厚が多(なってくる。
。第1次管径7が75から85鶴φ、絞り部の断面径8
は50から6511Iφ、鋳造速度105から5゜0
Ton /ll1in、 &9鋳造時間は150から2
50分、浸漬ノズル材質は アルミナ−グラファイト質
(内装ジルコニア質)での鋳造条件で行った。第2図か
ら絞り比が0.5以下の場合は鋳造初期の地金閉鎖が発
生しノズル詰まりとなりやすく、絞り比が0゜8を超え
るとアルミナ付着厚が多(なってくる。
第3図は、このような鋳造条件で、本発明法と従来法と
のアルミナ付着厚を比較したものである。
のアルミナ付着厚を比較したものである。
本発明法は従来法と比較して、アルミナ付着厚が173
に減少している。
に減少している。
この実施例は吐出孔2が丸型で、底部11の形状がプー
ル型のもので説明したが、これにかかわらず、吐出孔2
が角型及び楕円型で、底部11の形状が山型でも使用可
能である。
ル型のもので説明したが、これにかかわらず、吐出孔2
が角型及び楕円型で、底部11の形状が山型でも使用可
能である。
(発明の効果〕
この発明の実施により連続鋳造において、浸漬ノズル内
の特に吐出孔部位とその近傍における浸漬ノズル内の溶
湯流れのよどみがなくなり、ノズル内壁へのアルミナ付
着厚の低減が可能となる。
の特に吐出孔部位とその近傍における浸漬ノズル内の溶
湯流れのよどみがなくなり、ノズル内壁へのアルミナ付
着厚の低減が可能となる。
その結果鋳片品質及び製品品質の向上もたらす等連続鋳
造技術の向上に資するところが大きい。
造技術の向上に資するところが大きい。
゛第1図(イ)(ロ)はこの発明の実施例に係わる連続
鋳造用浸漬ノズルの断面図、第2図はこの発明の実施例
に係わる絞り比とB−B’断面のアルミナ付着厚の関係
を示すグラフ図、第3図はこの発明の実施例に係わる本
発明法及び従来法とB−B゛断面アルミナ付着厚のグラ
フ図、第4図(イ)(ロ)(ハ)は従来の浸漬ノズルの
断面図、第5図は従来法による鋳造時間とアルミナ付着
厚の関係を示すグラフ図、第6図は従来法によるノズル
内管内流速とアルミナ付着厚の関係を示すグラフ図、第
7図は従来法によるノズル内アルゴン吹き込み量とアル
ミナ付着厚の関係を示すグラフ図である。 1・・・浸漬ノズル、 2・・・吐出孔、3・・・アル
ミナ付着量、 7・・・第1次管径8・・・第2次管径
、 9・・・吐出孔径。 特許出願人 日本鋼管株式會社 (イ) (ロ) 第1図 第2図 第3図 第6図 第7図 ・ 0 禰く
鋳造用浸漬ノズルの断面図、第2図はこの発明の実施例
に係わる絞り比とB−B’断面のアルミナ付着厚の関係
を示すグラフ図、第3図はこの発明の実施例に係わる本
発明法及び従来法とB−B゛断面アルミナ付着厚のグラ
フ図、第4図(イ)(ロ)(ハ)は従来の浸漬ノズルの
断面図、第5図は従来法による鋳造時間とアルミナ付着
厚の関係を示すグラフ図、第6図は従来法によるノズル
内管内流速とアルミナ付着厚の関係を示すグラフ図、第
7図は従来法によるノズル内アルゴン吹き込み量とアル
ミナ付着厚の関係を示すグラフ図である。 1・・・浸漬ノズル、 2・・・吐出孔、3・・・アル
ミナ付着量、 7・・・第1次管径8・・・第2次管径
、 9・・・吐出孔径。 特許出願人 日本鋼管株式會社 (イ) (ロ) 第1図 第2図 第3図 第6図 第7図 ・ 0 禰く
Claims (2)
- (1)鋳型内の溶湯に浸漬され、タンディシュ内の溶湯
を2個の相対向する吐出孔より鋳型内に注入する浸漬ノ
ズルにおいて、吐出孔部より下部の溶湯流通路の断面積
を吐出孔より真上部の溶湯流通路の断面積より小さくし
、かつ吐出孔部より下部の溶湯流通路の相対向する2個
の吐出孔に対して90度ずれた位置の内径を前記吐出孔
の水平寸法と等としくすることを特徴とする連続鋳造用
浸漬ノズル。 - (2)吐出孔部より下部の溶湯流通路の断面積と吐出孔
より上部の溶湯流通路の断面積の比が0.6から0.8
の範囲であることを特徴とする特許請求の範囲第1項に
記載の連続鋳造用浸漬ノズル。
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