JP5741314B2 - Immersion nozzle and continuous casting method of steel using the same - Google Patents
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Description
本発明は、比較的小型の鋳片の製造に適した浸漬ノズル及びこれを用いた鋼の連続鋳造方法に関するものである。 The present invention relates to an immersion nozzle suitable for manufacturing a relatively small slab and a continuous casting method of steel using the same.
鋼の連続鋳造は、タンディッシュ内の溶鋼を浸漬ノズルを介して連続鋳造設備のモールド内に供給しながら行われる。溶鋼は浸漬ノズルの下端部に形成された吐出孔からモールド内に吐出される。特許文献1に示されるように、この浸漬ノズルの内部には従来からアルゴンガスが供給されている。なお特許文献1に示されるように、浸漬ノズルは通常は円筒形である。
Continuous casting of steel is performed while supplying molten steel in a tundish into a mold of a continuous casting facility through an immersion nozzle. Molten steel is discharged into the mold from discharge holes formed in the lower end of the immersion nozzle. As shown in
浸漬ノズルへのアルゴンガスの供給は、アルミナクラスター等によるノズル閉塞の防止、モールド湯面への熱供給、モールド内介在物の浮上分離等の目的で行われる。しかしこれらの効果の増大のためにアルゴンガスの吹き込み量が多くなると、溶鋼とともにアルゴン気泡が大量にモールド内に流出して浮上する。そしてその一部が凝固シェルに巻き込まれたまま凝固すると、鋳片にスリバーと呼ばれる表面欠陥が発生することとなる。特に凝固シェルに巻き込まれたアルゴンガスの気泡径が1mmを超えると、スリバーの原因となり易い。 The argon gas is supplied to the immersion nozzle for the purpose of preventing nozzle clogging due to alumina clusters or the like, supplying heat to the mold surface, and floating separation of inclusions in the mold. However, if the amount of argon gas blown in to increase these effects, a large amount of argon bubbles flow out into the mold and float with the molten steel. When a part of the slab is solidified while being caught in the solidified shell, a surface defect called a sliver is generated in the slab. In particular, when the bubble diameter of the argon gas entrained in the solidified shell exceeds 1 mm, it tends to cause sliver.
従って本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、浸漬ノズルに吹き込まれたアルゴンガスによるスリバーの発生を抑制することができる浸漬ノズル及びこれを用いた鋼の連続鋳造方法を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems and to provide a dipping nozzle capable of suppressing the occurrence of sliver due to argon gas blown into the dipping nozzle, and a steel continuous casting method using the dipping nozzle. It is.
上記の課題を解決するためになされた本発明の浸漬ノズルは、連続鋳造設備において、電磁ブレーキを備えたモールド内に、溶鋼を供給する浸漬ノズルであって、前記の浸漬ノズルは、円筒状の首部と、長方形の水平断面形状を有し、その長辺がモールドの長手方向と平行になるように配置される本体部とからなり、前記首部内のメニスカスよりも上方位置にアルゴンガス供給部を備え、前記本体部は、前記長方形の長辺方向のノズル内径幅を100mm以上としたことを特徴とするものである。 The immersion nozzle of the present invention made to solve the above problems is an immersion nozzle for supplying molten steel into a mold having an electromagnetic brake in a continuous casting facility, and the immersion nozzle has a cylindrical shape. has a neck, a horizontal cross-sectional shape of rectangle, consists of a main body portion that long sides thereof are arranged such that the longitudinal direction of the flat line of the mold, the argon gas supplied to a position above the meniscus in said neck comprising a part, the main body is characterized in that the longitudinal direction of the nozzle inner diameter width before Sulfur butterfly square was not less than 100 mm.
なお、長辺方向のノズル内径幅が120mm以上であることが好ましく、長辺方向のノズル内径幅が300mm以下であることが好ましい。 The inner diameter of the nozzle in the long side direction is preferably 120 mm or more, and the inner diameter of the nozzle in the long side direction is preferably 300 mm or less.
また上記の課題を解決するためになされた本発明の鋼の連続鋳造方法は、請求項1記載の浸漬ノズルを用いた鋼の連続鋳造方法であって、前記本体部を連続鋳造設備のモールド内に浸漬し、前記アルゴンガス供給部から浸漬ノズルの内部空間にアルゴンガスを供給するとともに、該浸漬ノズルから吐出される吐出流に電磁ブレーキを作用させながら溶鋼を供給することを特徴とするものである。
A steel continuous casting method of the present invention made to solve the above-mentioned problems is a steel continuous casting method using an immersion nozzle according to
本発明の浸漬ノズルは、モールドの長手方向に長辺が位置し、長辺方向のノズル内径幅が100mm以上である扁平な断面形状を持つものであり、吐出孔は長手方向の両端に形成されている。このため従来の断面円形の浸漬ノズルとは異なり、溶鋼がノズルの中央から長手方向の両端に形成された吐出孔に達するまでにある程度の時間を要する。しかも本発明ではノズルの吐出孔の近傍に電磁ブレーキを作用させ、吐出流とは反対方向のMHD対向流を生じさせて吐出流にブレーキを掛け、吐出流の流速を抑制する。 The immersion nozzle of the present invention has a flat cross-sectional shape in which the long side is located in the longitudinal direction of the mold and the inner diameter of the nozzle in the long side direction is 100 mm or more, and the discharge holes are formed at both ends in the longitudinal direction. ing. For this reason, unlike a conventional immersion nozzle having a circular cross section, it takes a certain time for molten steel to reach the discharge holes formed at both ends in the longitudinal direction from the center of the nozzle. In addition, in the present invention, an electromagnetic brake is applied in the vicinity of the discharge hole of the nozzle to generate an MHD counter flow in the direction opposite to the discharge flow, thereby braking the discharge flow and suppressing the flow velocity of the discharge flow.
このため後述する実施例に示すように、扁平な浸漬ノズルの内部を移動する間に溶鋼中のアルゴン気泡を十分に浮上させ、吐出孔からモールド内に流出するアルゴン気泡量を減少させることができる。この結果、浸漬ノズルに吹き込まれたアルゴンガスによるスリバーの発生を抑制することが可能となる。 For this reason, as shown in the examples described later, the argon bubbles in the molten steel can sufficiently float while moving inside the flat immersion nozzle, and the amount of argon bubbles flowing out from the discharge holes into the mold can be reduced. . As a result, it is possible to suppress the occurrence of sliver due to the argon gas blown into the immersion nozzle.
以下に本発明の実施形態を説明する。
図1と図2は本発明の浸漬ノズルの断面図である。この浸漬ノズル1は全体が耐火物製であり、円筒状の首部2と、扁平で断面形状が長方形に近い本体部3とからなるものである。比較的浸食され易いメニスカス(溶湯液面)近傍の本体部3の外周面には、高耐食層4が形成されている。またメニスカスよりも上方位置には、アルゴンガスの供給部5が形成されている。
Embodiments of the present invention will be described below.
1 and 2 are sectional views of the immersion nozzle of the present invention. The
このアルゴンガスの供給部5は多孔質層を首部2の内周面に形成したもので、外部側方から供給されるアルゴンガスを首部2内のメニスカスよりも上部空間7に供給するためのものである。上部空間7に供給されたアルゴンガスは落下する溶鋼流に巻き込まれて溶鋼中に入り、アルゴン気泡となって介在物の浮上分離等の機能を発揮する。また浸漬ノズル1内への空気の進入を阻止してアルミナクラスター等の生成を防止し、ノズル閉塞を防止する。
The argon
この浸漬ノズル1は図3、図4に示されるように、比較的小型の鋳片を連続鋳造するための、横長のモールド6の内部に浸漬されるものである。モールド6の内径寸法は、例えば250mm×1630mmであり、この実施形態ではIF鋼用の比較的小型の鋳片を連続鋳造するものである。本発明の浸漬ノズル1はこのようなモールド6の中心に浸漬されるものであるから、その本体部3のノズルの断面形状は、モールド6の長手方向に長辺8が位置する扁平形状となっている。また短辺9の外径サイズは150mm前後としてモールド6内に浸漬できるようにしてある。なお本体部3の短辺方向の内径サイズは50mm程度である。吐出孔10は浸漬ノズル1の下端部の短辺9にそれぞれ形成されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
本発明の浸漬ノズル1は、その長辺方向のノズル内径幅Wを100mm以上と大きくしてある。このように長辺方向のノズル内径幅Wを100mm以上とすることにより、溶鋼がノズルの中央から長手方向の両端に形成された吐出孔10に達するまでに要する時間が従来よりも長くなり、その間にアルゴン気泡を浮上させることができる。このためには長辺方向のノズル内径幅Wは大きいほうが好ましく、120mm以上とすることがより好ましい。しかしノズル内径幅Wを余りに大きくすると浸漬ノズル1の現場での取り回しが困難となるうえ、余りに大きくすると、吐出流がモールド短辺へ衝突する影響が大きくなり、凝固シェル厚みの健全な形成を阻害することから、300mm以下とすることが好ましい。
In the
本発明の浸漬ノズル1を使用して連続鋳造を行う際には、図3に示すようにアルゴンガスの供給部5から上部空間7にアルゴンガスを供給するとともに、吐出孔10の近傍に電磁コイル11を配置して電磁ブレーキを作用させながら、連続鋳造を行う。これにより図5に示すように、吐出流とは反対方向のMHD対向流を生じさせて吐出流にブレーキを掛け、吐出流の流速を抑制する。
When continuous casting is performed using the
この結果、浸漬ノズル1の吐出孔10から吐出流とともにモールド6内に流出しようとするアルゴン気泡を十分に浮上させ、吐出孔10からモールド6内に流出するアルゴン気泡量を減少させることができる。従って本発明によれば、アルゴンガスによるノズル閉塞の防止や介在物の浮上分離などの効果を維持しつつ、スリバーの発生を抑制することが可能となる。またアルゴンガスの消費量も削減することができる。なお、供給部5からのアルゴンガスの供給流量は、溶鋼中への消費量とノズル内への浮上・回収量バランスを考慮し、ノズル7内を正圧に確保する流量とする。
As a result, the argon bubbles that are about to flow into the
上記した本発明の効果を得るために必要な条件は、浸漬ノズル1のノズル内径幅Wを100mm以上とすることと、吐出流に電磁ブレーキを加えることである。図6はノズル内径幅Wとモールド6内に出て行く気泡比率との関係を示すグラフである。上記サイズのモールド6に溶鋼を供給するために用いる従来の浸漬ノズルは水平断面が円形でノズル内径幅Wは70mmであるから、この従来型の浸漬ノズルを用いた場合に直径が1mmのアルゴン気泡がモールド6内に出て行く量を100%とし、ノズル内径幅Wを変化させた場合の値を求めた。なお、この測定を実機により行うことは不可能であるから、図6のグラフの値は市販の熱・流体解析ソフトであるフルーエントを用いた計算により求めた結果である。この場合、鋳造速度Vcは1.6m/minとした。
The conditions necessary for obtaining the effect of the present invention described above are that the nozzle inner diameter width W of the
このグラフに示されるように、従来は70mmであったノズル内径幅Wを100mmとするとモールド6内に出て行く気泡比率は80%に減少し、120mmとすると70%に減少する。さらに170mmとすれば50%にまで減少する。本発明者はノズル内径幅Wが170mmの扁平ノズルを試作して実機による鋳造試験を行ったところ、スリバー欠陥の発生数が従来の50%以下にまで減少することを確認済みである。
As shown in this graph, when the nozzle inner diameter width W, which was 70 mm in the prior art, is set to 100 mm, the ratio of bubbles that go out into the
なお、電磁ブレーキの強度は通常の場合よりもやや強く設定することは好ましく、例えば0.3〜0.5T(テスラ)とすることが好ましい。 In addition, it is preferable to set the intensity | strength of an electromagnetic brake somewhat stronger than usual, for example, it is preferable to set it as 0.3-0.5T (Tesla).
以上に説明したように、本発明によれば溶鋼中のアルゴン気泡を浸漬ノズルの内部において十分に浮上させ、吐出孔からモールド内に流出するアルゴン気泡量を減少させることにより、スリバー欠陥を抑制することが可能となる。 As described above, according to the present invention, argon bubbles in molten steel are sufficiently floated inside the immersion nozzle, and the amount of argon bubbles flowing out from the discharge holes into the mold is reduced, thereby suppressing sliver defects. It becomes possible.
なお、吐出孔10のサイズはモールド6内に供給すべき溶鋼量によって決定されるものであるから、従来と変わるものではない。また短辺方向のノズル内径幅は本発明においては特に重要なものではなく、モールドサイズから決定される値とすれば差支えない。
In addition, since the size of the
上記した実施形態では浸漬ノズル1の本体部3の水平断面は略長方形であるが、長楕円形としても差支えない。また本発明はIF鋼以外にも表面欠陥の発生を嫌う鋳片の製造に広く適用できることは言うまでもない。
In the above-described embodiment, the horizontal section of the
1 浸漬ノズル
2 首部
3 本体部
4 高耐食層
5 アルゴンガスの供給部
6 モールド
7 上部空間
8 長辺
9 短辺
10 吐出孔
11 電磁コイル
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記の浸漬ノズルは、円筒状の首部と、長方形の水平断面形状を有し、その長辺がモールドの長手方向と平行になるように配置される本体部とからなり、
前記首部内のメニスカスよりも上方位置にアルゴンガス供給部を備え、
前記本体部は、前記長方形の長辺方向のノズル内径幅を100mm以上とした
ことを特徴とする浸漬ノズル。 In a continuous casting facility, an immersion nozzle for supplying molten steel into a mold equipped with an electromagnetic brake,
It said immersion nozzle of has a cylindrical neck portion, a horizontal cross-sectional shape of rectangle, consists of a main body portion that long sides thereof are arranged such that the longitudinal direction of the flat line of the mold,
An argon gas supply unit is provided at a position above the meniscus in the neck,
It said body portion, the immersion nozzle, characterized in that prior to the long side direction of the nozzle inner diameter width Sulfur butterfly square or more 100 mm.
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