(57)【要約】【課題】微細な介在物についても介在物を十分に浮上することができる。【解決手段】連続鋳造装置の鋳造方法において、連続鋳造装置１に具備されるタンディッシュを、取鍋９からの溶鋼２を装入する注入室１０と注入室１１の溶鋼２を鋳型４に装入する分配室１１とを備えたＴ型タンディッシュ３とし、このＴ型タンディッシュ３に注入室１０と分配室１１とを仕切る仕切堰１９を設け、この仕切堰１９の形状を最適化すると共に、仕切堰１９に対向する分配室１１の前壁１７に凹部１７ｂを設けて、この凹部１７ｂの形状を最適化する。これらの形状を有するＴ型タンディッシュに応じた鋳造条件で鋳造を行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続鋳造装置の鋳造方法において、
前記連続鋳造装置に具備されるタンディッシュを、取鍋からの溶鋼を装入する注入室と前記注入室の溶鋼を鋳型に装入する分配室とを備えたＴ型タンディッシュとし、このＴ型タンディッシュに前記注入室と分配室とを仕切る仕切堰を設け、この仕切堰の形状を式（１）〜式（３）を満たす形状とし、当該仕切堰に対向する前記分配室の前壁に凹部を設けると共に、当該凹部の形状を式（４）〜式（６）を満たす形状とした上で、このＴ型タンディッシュを用いて式（７）を満たすように鋳造を行うことを特徴とする連続鋳造装置の鋳造方法。
【数５】
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【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｔ型タンディッシュを用いて鋳造を行う連続鋳造装置の鋳造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、連続鋳造装置では、転炉や二次精錬設備等から出鋼された溶鋼を取鍋によってタンディッシュまで搬送し、搬送された取鍋内の溶鋼をタンディッシュへ注入後、このタンディッシュから鋳型へ溶鋼を供給することで、溶鋼を連続的に鋳造している。
連続鋳造装置のタンディッシュは、アルミナ系介在物等の脱酸生成物や耐火物の剥離によって溶鋼内に混入した外来系介在物を浮上させる機能を有している。
本願発明者等は、溶鋼内の介在物を浮上させるタンデッシュを創作して特許文献１として出願をしている。
【０００３】
特許文献１のタンディッシュは、取鍋からの溶鋼が装入される注入室と、この注入室の溶鋼を鋳型に装入する分配室と、注入室と分配室とを仕切る仕切堰と、仕切堰に設けられて注入室の溶鋼を分配室に流す湯道とを有し、仕切堰は各種を満たすように形成されているＴ型タンディッシュである。即ち、特許文献１のＴ型タンディッシュでは、仕切堰の構造を種々工夫することで、注入室から分配室へと向かう溶鋼が整流となるようにし、この整流を当該タンデッシュの壁面に当てて上昇流を発生させて介在物を浮上させている。
なお、その他、Ｔ型タンディッシュとしては、特許文献２に示すものがある。
【特許文献１】特開２００８−２６４８５９号公報
【特許文献２】特開昭６３−０４０６５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のタンデッシュでは、分配室内で介在物を十分に浮上させることができ、非常に実用的である。しかしながら、このタンデッシュにおいてもすべての介在物を浮上させるまでには至っておらず、さらに微細な介在物をも分離浮上させるためのものとしては十分とまでは言えないのが実情である。
そこで、本発明では、微細な介在物についても介在物を十分に浮上することができるＴ型タンディッシュを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するために、本発明は、次の手段を講じた。
即ち、連続鋳造装置の鋳造方法において、前記連続鋳造装置に具備されるタンディッシュを、取鍋からの溶鋼を装入する注入室と前記注入室の溶鋼を鋳型に装入する分配室とを備えたＴ型タンディッシュとし、このＴ型タンディッシュに前記注入室と分配室とを仕切る仕切堰を設け、この仕切堰の形状を式（１）〜式（３）を満たす形状とし、当該仕切堰に対向する前記分配室の前壁に凹部を設けると共に、当該凹部の形状を式（４）〜式（６）を満たす形状とした上で、このＴ型タンディッシュを用いて式（７）を満たすように鋳造を行う点にある。
【０００６】
【数１】
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【０００７】
発明者は、微細な介在物についても介在物を十分に浮上することができる方法について様々な角度から検証した。
まず、発明者は、介在物を十分に浮上させるためには、注入室から分配室へと溶鋼を流す過程で溶鋼に発生している乱流状態をなくし、整流状態となった溶鋼を分配室の前壁に衝突させて溶鋼を上昇させることが必要であることに着目し、溶鋼の上昇流を発生させるためのタンディッシュの形状について様々な観点から検証を行った。
そこで、様々な実験により、発明者は、式（１）及び式（２）に示すように、溶鋼の乱
流を無くすための湯道の長さを規定すると共に、上昇流をより良く発生させる湯道高さについても規定した。
【０００８】
湯道から出た整流状態となった溶鋼（乱流が少ない溶鋼）は、分配室の前壁に衝突して上昇することになるが、溶鋼が分配室の前壁にあたった際に、溶鋼の前壁にあたった位置から注入口までの位置が近すぎる場合には、溶鋼に含まれる微細な介在物が注入口に入る虞があるため、式（３）に示すように、溶鋼が分配室の前壁にあたった位置から注入口までの距離についても様々な実験から求めた。
ここで、溶鋼が分配室の前壁にあたる状況を詳しく考えたとき、溶鋼が前壁に衝突後に出来るだけ左右両側に広がらない方が、より上昇流になることが実験により分かった。そこで、発明者は、分配室の前壁の形状を様々な観点から検証した結果、式（４）〜式（６）に示すような形状が適していることを見出した。
【０００９】
このように、整流状態の溶鋼を壁に衝突させて溶鋼が前壁にあたったときに、より上昇流となるような形状を規定したが、上昇流が発生する場合とそうでない場合とに分かれることが考えられる。
例えば、湯道から吐出された溶鋼を直ぐに分配室の前壁に余りにも勢い良く溶鋼を衝突させてしまうと、溶鋼が水平方向にも広がり上昇流が低減する虞がある。一方で、湯道から吐出した溶鋼を余りにもゆっくりと前壁に衝突させたり、溶鋼を前壁に衝突させることが出来ない場合、上昇流がさらに低減する虞がある。
【００１０】
このように、分配室の前壁に勢い良く溶鋼を衝突させるか否かの度合いは、注入口からの溶鋼スループットが非常に関連しているため、鋳造条件も考慮する必要がある。
そこで、発明者は、湯道から吐出した溶鋼の速度を、式（７）に示すように、湯道の断面積Ｓ、注入口の通過流量Ｖｃ’、ストランド数ｎ1、湯道数ｎ2を用いて、（ｎ2／ｎ1）・（Ｓ／Ｖｃ’）で表し、湯道から分配室の壁までの距離ｄを、分配室の長さ及び湯道の角度αを用いて、ｄ／ｃｏｓαで表し、湯道から分配室の壁までの距離を溶鋼の速度で割った時間（以降、溶鋼到達時間ということがある）を評価の指標とした。その上で、発明者は、上記で表された指標、即ち、溶鋼到達時間の値がどのようになったときに介在物の浮上に十分な上昇流が発生するかを様々な実験により求めた。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、微細な介在物についても介在物を十分に浮上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の連続鋳造装置の鋳造方法について説明する。
この連続鋳造装置の鋳造方法は、どのような形状のタンディッシュでも良いということではなく、以下に示すタンディッシュによらなければ成立しないため、まず、タンディッシュの形状について、連続鋳造装置の構造と共に説明する。
図１は、本発明のタンディッシュを具備した連続鋳造装置を示している。ただし、本発明の連続鋳造用鋳型は図１に示す連続鋳造装置に限定されない。
図１に示すように、連続鋳造装置１は、ブルーム連続鋳造装置又はビレット連続鋳造装置であって、溶鋼２を一時的に貯留するタンディッシュ３と、このタンディッシュ３からの溶鋼２が供給される鋳型４と、この鋳型４により成型された鋳片を引き出すと共に、鋳片をサポートする複数のサポートロール５とを有している。鋳型４の外側には鋳型４内の溶鋼２を電磁攪拌する電磁攪拌装置（Ｍ-ＥＭＳ）６が配置されている。
【００１３】
タンディッシュ３は、全体として有底箱形となっており、タンディッシュ３の底部に浸漬ノズル７が設けられている。浸漬ノズル７は、スライドバルブ８により開閉可能となっており、スライドバルブ８の開閉によりタンディッシュ３による鋳型４への溶鋼２の注入が停止又は再開できるようになっている。
電磁攪拌装置６は、従来から連続鋳造装置に用いられている一般的なもので、溶鋼２を右旋回（右回り）させたり、溶鋼２を左旋回（左回り）させたりすることができる。
連続鋳造装置１では、転炉や二次精錬設備等から出鋼された溶鋼２を取鍋によってタンディッシュ３まで搬送し、搬送された取鍋内の溶鋼２をタンディッシュ３へ注入後、スライドバルブ８を開くと共に、鋳型４内の溶鋼２を攪拌して溶鋼２を連続的に鋳造すること
ができるようになっている。この連続鋳造装置１では、同じ鋼種の溶鋼２を連続的に数チャージ鋳造したり、鋼種の異なる溶鋼２を連続的に鋳造することができる。
【００１４】
以下、タンディッシュについて詳しく説明する。
説明の便宜上、図２を見て左右を左右方向又は左右とし、図２の上側を後、下側を前とする。
図１〜４に示すように、タンディッシュ３は、取鍋９からの溶鋼２が装入される注入室１０と、この注入室１０の溶鋼２を鋳型４に装入する分配室１１とを備えていて、平面視でＴ字形状となっている（以降、Ｔ型タンディッシュ３ということがある）。Ｔ型タンディッシュ３においては、注入室１０の幅（左右幅）が分配室１１よりも小さく、当該注入室１０が分配室１１の略左右方向中央側に設けられている。
【００１５】
詳しくは、分配室１１は、底壁１５と、この底壁１５の前端から立ち上がる前壁１７と、この前壁１７の左右方向両端側から立ち上がって当該前壁１７に連結する左右一対の第１側壁１６，１６と、底壁１５の前後中途部から立ち上がると共に、各第１側壁１６，１６に連結される左右一対の第１後壁１８，１８と、この第１後壁１８，１８の左右間に設けられて注入室１０と分配室１１とに仕切る仕切堰１９とで囲まれることにより構成されている。
分配室１１の底壁１５には、左右方向の中央部が高くなった段差部２５が形成されており、段差部２５とは異なる非段差部に当該分配室１１から鋳型４へ向けて溶鋼２を流すための注入口（ノズル孔）２０，２０が２つ設けられている。この注入口２０に浸漬ノズル７が接続されている。
【００１６】
分配室１１の前壁１７は、第１側壁１６、１６からそれぞれ左右方向中央部側へ向けて延びる平面視直線状の一対の直線部１７ａ、１７ａと、一対の直線部１７ａ、１７ａの間に設けられ当該直線部１７ａよりも前側に突出する凹部１７ｂとを備えている。
図２に示すＴ型タンディッシュでは、凹部１７ｂは、一方の直線部１７ａの端部から他方の直線部１７ａにいくに従って左右方向中央部に至るまで外側に徐々に膨らむような平面視で円弧状（凹部の内面が所定円に沿ったものであって、凹部の内面を形成する円の中心が存在する）の形状とされていて、仕切堰１９に対向した位置に配置されている。また、  図４に示すように、凹部１７ｂは、上端側から下端側にかけての範囲（上端から底部までに至る範囲）が円弧状となっている。
【００１７】
なお、前壁１７の凹部１７ｂは、図１〜図４に示す円弧状でなくても、例えば、平面視四角形、逆三角形（▽状）、楕円形状、台形であってもよい。
注入室１０は、底壁１５と、この底壁１５の後端部から立ち上がる第２後壁２２と、この第２後壁２２の左右方向両端側から立ち上がって当該第２後壁２２に連結すると共に、第１後壁１８，１８に連結する左右一対の第２側壁２１，２１と、仕切堰１９とで囲まれることにより構成されている。
仕切堰１９は矩形状のもので、その下部には注入室１０の溶鋼２を分配室１１に流すための筒状の複数の湯道２３が設けられている。この実施の形態では、仕切堰１９には２つの湯道２３が設けられ、湯道２３の対向する側に前壁１７（凹部１７ｂ）が配置されたものとなっている。
【００１８】
以上のように、前壁１７に凹部１７ｂを設けることによって仕切堰１９の前側を窪みにすれば、湯道２２から吐出した溶鋼２が凹部１７ｂに当たった際に、左右方向に広がるのを抑制しながら凹部１７ｂに沿って溶鋼２を移動させることにより、溶鋼２が上昇し易くしている。即ち、前壁１７が平面でフラットな状態に比べて、溶鋼２を凹部１７ｂに当てることによって溶鋼２が上昇し易い。
このように、凹部１７ｂに当たった後の溶鋼２の上昇流によって微細な介在物を十分に浮上させることができる。図５は、仕切壁１９に対向する前壁１７の部分がフラット（直線状）である場合と、仕切壁１９に対向する前壁１７の部分が凹みとなっている（円弧状）である場合とについて、溶鋼流動のシミュレーションを行った結果である。
【００１９】
図５に示すように、経過時間（注入室１０に溶鋼２を注入してからの時間）が３５秒時点での溶鋼２の状態を見ると、明らかに前壁がフラットである場合と前壁を円弧状とした
場合とでは、溶鋼２の左右への広がり方が異なる。さらに、経過時間が７０秒時点では、溶鋼２の左右の広がりが顕著であり、凹部１７ｂによって溶鋼２の左右の広がりが直線である場合と比べ抑制されて、溶鋼２が上昇していることが分かる。
以下、凹部の形状を含めＴ型タンディッシュの形状について詳しく説明する。
湯道の長さ（湯道長さ）ｆは、式（１）を満たす長さとされ、湯道の高さ（湯道高さ）ｌは、式（２）を満たすものとされ、前壁１７の左右方向中央部、即ち、前壁１７の凹部１７ｂにおける左右方向中央部から注入口２０までの距離（壁注入距離ということがある）は、式（３）を満たすものとされている。
【００２０】
【数２】
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【００２１】
図２に示すように、式（１）に示す湯道の長さｆは、仕切壁１９の厚みにより規定されている。なお、式（１）に示した湯道長さｆは、湯道の角度が０〜２２度の範囲における条件下での長さである。この湯道２３の角度αは、湯道２３を平面視した際に湯道２３の角度を示したものである。
図３に示すように、式（２）に示す湯道の高さｌは、段差部２５の高さｃ、第１側壁１６の高さａにより規定されている。段差部２５の高さｃとは、底壁１５において上方に盛り上がっていない非段差部と段差部２５との差のことで、第１側壁１６の高さａは非段差部から第１側壁１６の上部までの距離のことである。湯道の高さｌは、段差部２５の上面から湯道２３の中心までの距離である。
【００２２】
即ち、式（２）におけるａ−ｃは、段差部２５の上面から第１側壁１６の上部までの垂直距離のことであって、式（２）は湯道２３の中心が、段差部２５の上面から４０ｍｍ以上で、且つ、垂直距離の１／４以下の位置にあることを示している。
図２、図３に示すように、壁注入距離は、分配室１１の幅ｇ、各注入口２０の位置ｐ，ｑ、凹部１７ｂの凹み長さｘ、段差部２５の高さｃにより規定されている。
分配室１１の幅ｇは、左側（一方）の第１側壁１６から右側（他方）の第１側壁１６までの距離のことである。注入口２０の位置ｑは、前壁１７の直線部１７ａから注入口２０の中心までの距離（前後右距離）のことで、注入口２０の位置ｐは、当該注入口２０の最も近い第１側壁１６から注入口２０の中心までの距離（左右距離）のことである。
【００２３】
また、凹部１７ｂの凹み長さｘ（単に、凹み長さｘということがある）は、直線部１７ａの内壁（内面）から凹部１７ｂの最も凹んでいる部分の内壁（内面）までの距離である。この実施形態では、凹部１７ｂの凹み長さｘは、直線部１７ａの内壁から凹部１７ｂの左右方向中央部までの距離である。
凹み長さｘは、式（４）を満たす長さとされ、凹部の幅ｙは、式（５）を満たすものとされ、凹部１７ｂの端部から注入口２０までの距離ｚ（端部注入距離ということがある）は、式（６）を満たすものとされている。
【００２４】
【数３】
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【００２５】
図２に示すように、式（５）に示す凹部の幅ｙは、Ｔ型タンディッシュ３を平面視したときに、一方の直線部１７ａから凹部１７ｂへ移行する一方の屈曲点ｋから、他方の直線部１７ａから凹部１７ｂへ移行する他方の屈曲点ｋまでの距離である。言い換えれば、凹部１７ｂの内壁において、左右両端間の距離である。
図２に示すように、式（６）に示す端部注入距離ｚは、Ｔ型タンディッシュ３を平面視したときに、屈曲点ｋから注入口２０の中心までの幅方向（左右方向）の直線距離である。
【００２６】
本発明の連続鋳造装置の鋳造方法においては、上述したように、連続鋳造装置１に具備されるタンディッシュを、取鍋９からの溶鋼２を装入する注入室１０と注入室１０の溶鋼２を鋳型４に装入する分配室１１とを備えたＴ型タンディッシュ３とし、このＴ型タンディッシュ３に注入室１０と分配室１１とを仕切る仕切堰１９を設け、この仕切堰１９の形状を式（１）〜式（３）を満たす形状とし、この仕切堰１９に対向する分配室１１の前壁１７に凹部１７ｂを設け、この凹部１７ｂの形状を式（４）〜式（６）を満たす形状とした上で、式（７）を満たすように鋳造を行うこととしている。
【００２７】
【数４】
2010167456.tif 000006
【００２８】
この鋳造方法においては、まず、上述したように、湯道長さｆ、湯道高さｌ、壁注入距離、凹み長さｘ、凹部の幅ｙ、端部注入距離ｚが各種条件を満たすＴ型タンディッシュにおいて、式（７）にて示される溶鋼到達時間が５〜４０秒となるような溶鋼スループット
Ｖｃにて鋳造を行っている。
なお、実際の操業では、溶鋼スループットは、ton/minで測定されているため、式（８）により溶鋼スループットの単位（ton/min）をmm3/secに置き換えた。式（８）の「ρ」は溶鋼２の比重を示していて、この実施形態では、ρ＝７である。
【００２９】
式（７）に示す湯道の断面積Ｓは、湯道２３が断面で円形ならば、πｒ2（r：半径）であり、湯道２３が断面で楕円形ならば、πａ1ｂ1［ａ1：長半径（最も長い半径）、ｂ1：短半径（最も短い半径）］である。溶鋼到達時間Ｔは、湯道２３から吐出した溶鋼２が前壁１７に当たるまでの時間のことである。この溶鋼到達時間Ｔを、分配室の長さｄ、湯道角度α、湯道断面積Ｓ、注入口２０数ｎ1，湯道数ｎ2が設定により示している。分配室の長さｄは、第１後壁１８、１８から前壁１７の左右方向中央部（凹部１７ｂの左右方向中央部）までの直線距離である。
【００３０】
式（１）〜式（７）等の条件は、実験により求めたものである。
次に、実験について説明する。
タンディッシュ３において介在物の浮上を測定することは事実上困難であることから、従来より用いられている水モデルを用いて介在物の浮上の評価を行った。
水モデルとは溶鋼２の代わりに水を用いると共に、介在物の代わりにフロービーズを使用したものである。
水モデルを行うにあたっては、タンディッシュ３内の溶鋼２の流動はゆっくりしており重力場によってのみ支配されると考えられることからフルード数（Fr；重力と慣性力の比）を一致させてテストを行った。このフルード数において、水モデルのものと実際のものとの相似則計算については、「神戸製鋼技報/vol.31,No4,1981」の文献に記載されている計算を用いた。
【００３１】
一般的に溶鋼２含まれた介在物が溶鋼２から分離して浮上するのは、粒径で大凡５０μｍとされている（例えば、鉄と鋼,vol73,No12，1987,p216,fig6）いるが、従来よりもさらに微細な介在物も浮上させるという観点から、介在物は５０μｍよりさらに小さい４０μｍ程度であるものを想定した。
水モデルでは、溶鋼２内に含まれる介在物の代わりにフロービーズを使用した。詳しくは、溶鋼２中の４０μｍの介在物（比重３．８ｇ／ｃｍ3）と終末速度とが等価となるフロービーズ（φ１２０μｍ）を使用することとした。フロービーズは、事前にエタノール水溶液によって濡れ性を十分良くしてから使用した。
【００３２】
なお、使用する全てのフロービーズの粒径をφ１２０μｍに合わせることは不可能であるため、φ１２０μｍが略中心値となる１００〜１４０μｍにふるい分けしたポリエチレン製（エチレン・アクリル酸共合体）のフロービーズを用意した。
図６に示すように、実験に用いたタンディッシュ３(以降、実験用タンディッシュということがある）は、実際のタンディッシュ３の大きさの１／３のものとした。実験用タンディッシュは、フロービーズの動きが分かるように透明な部材（例えば、アクリル板）で形成した。実験用タンディッシュの注入室１０の上側には水を注入する流量調整自在な流入弁を設け、これにより取鍋９から溶鋼２を注入することを模擬できるようにした。また、実験用タンディッシュの分配室１１には、水を外部へ排出でき且つ当該排出量が調整自在な流出弁を設け、これにより、タンディッシュ３から鋳型４への溶鋼２の装入を模擬できるようにした。流出弁には配管を介してフロービーズ及び排出した水を受けるケース（鋳型の位置に対応）を接続することで、鋳型４へ介在物が混入してしまったか否かを模擬できるようにした。注入室１０と分配室１１とを連通させる湯道２３はパイプで構成した。前壁１７における凹部１７ｂについては、様々な形状のものを試験できるように、前壁１７全体又は凹部１７ｂを入れ替え可能なものを使用した。
【００３３】
実験用タンディッシュは、表１に示すタンディッシュ３の大きさ（表１は実験用ではなく実際のタンディッシュの大きさを示したものである）を想定して作成されたもので、実験では表１を満たす様々なものを１／３スケールで製作した。様々な実験をするために、実験用タンディッシュの仕切堰１９を取り換えられるようにした。
【００３４】
【表１】
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【００３５】
側壁部のテーパーは、第１側壁１６の左右方向（幅方向）の変化量ｂから、底壁１５から第１側壁１６の上部までの距離ａを割った値である。
湯道角度αは平面視で仕切堰１９と直交する前後ラインＬと湯道２３とのなす角度である。
湯道長さｆについては、８００ｍｍを上限とした。その理由として、湯道長さｆを大きくすることで仕切堰１９（耐火物）が非常に大きく（厚みが大）なり、タンディッシュ３内で貯留できる溶鋼２量が減少すると共に、コストが大幅に増加する。また、湯道２３が長いと当該湯道２３を溶鋼２が通る際に溶鋼２温度が下がりやすくなると共に、湯道２３の補修等のメンテナンスが非常に難しくなる。
【００３６】
実験用タンディッシュを用いた実験においては、流入弁を開いて注入室１０内に水を供給すると共に、分配室１１の流出弁を開くことで模擬的に鋳造を行った。
図７は実験の様子の写真である。図７（ａ）は、フロービーズを含んだ水を実験用タンディッシュへ供給した直後の写真であり、湯道２３（パイプ）から分配室１１へ流入したフロービーズは水の流れに沿って略直線的に前壁１７に向けて進んでいることが分かる。
図７（ｂ）は、フロービーズが前壁１７に当たって浮上を開始し始めた写真であり、前壁１７に当たったフロービーズは次第に上昇しているのが分かる。
【００３７】
図７（ｃ）は、フロービーズが上昇している写真であり、浮上したフロービーズは水面に浮いているのが分かる。
表２〜表４７は、上述した各種条件を変化させたときの実験結果をまとめたものである。表２〜表７は、凹部１７ｂが円弧状であり凹み長さｘを２０ｍｍして各種条件を変化させた結果をまとめたもので、表８〜表１３は、凹部１７ｂが円弧状であり凹み長さｘを３０ｍｍにして各種条件を変化させた結果をまとめたもので、表１４〜表１９は、凹部１７ｂが円弧状であり凹み長さｘを５０ｍｍにして各種条件を変化させた結果をまとめたものである。
【００３８】
また、表２０〜表２５は、凹部１７ｂが円弧状であり凹み長さｘを１００ｍｍにして各種条件を変化させた結果をまとめたもので、表２６〜表３１は、凹部１７ｂが円弧状であり凹み長さｘを５００ｍｍにして各種条件を変化させた結果をまとめたもので、表３２〜表３７は、凹部１７ｂが円弧状であり凹み長さｘを１０００ｍｍにして各種条件を変化させた結果をまとめたものである。
表３８〜表３９は、凹部１７ｂを四角状にしたときの結果をまとめたもので、表４０〜表４１は、凹部１７ｂを逆三角状にしたときの結果をまとめたもので、表４２〜表４３は
、凹部１７ｂを楕円形状にしたときの結果をまとめたものである。表４４〜表４５は、凹部１７ｂを台形状にしたときの結果をまとめたものである。さらに、表４６〜表４７は、凹部１７ｂが円弧状であり湯道の高さｌを変更したときの結果をまとめたものである。
【００３９】
この実験においては、フロービーズを含んだ水を流出弁を開いてケースに流した際（模擬的鋳造後）に、ケース内にフロービーズが流入した場合は介在物流出と判断した（各表の水モデル結果、「×」）。また、模擬的鋳造後に、ケース内にフロービーズが流入しなかった場合は介在物流出なしと判断した（各表の水モデル結果、「○」）。
【００４０】
【表２】
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【００４１】
【表３】
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【００４２】
【表４】
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【００４３】
【表５】
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【００４４】
【表６】
2010167456.tif 000012
【００４５】
【表７】
2010167456.tif 000013
【００４６】
【表８】
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【００４７】
【表９】
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【００４８】
【表１０】
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【００４９】
【表１１】
2010167456.tif 000017
【００５０】
【表１２】
2010167456.tif 000018
【００５１】
【表１３】
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【００５２】
【表１４】
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【００５３】
【表１５】
2010167456.tif 000021
【００５４】
【表１６】
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【００５５】
【表１７】
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【００５６】
【表１８】
2010167456.tif 000024
【００５７】
【表１９】
2010167456.tif 000025
【００５８】
【表２０】
2010167456.tif 000026
【００５９】
【表２１】
2010167456.tif 000027
【００６０】
【表２２】
2010167456.tif 000028
【００６１】
【表２３】
2010167456.tif 000029
【００６２】
【表２４】
2010167456.tif 000030
【００６３】
【表２５】
2010167456.tif 000031
【００６４】
【表２６】
2010167456.tif 000032
【００６５】
【表２７】
2010167456.tif 000033
【００６６】
【表２８】
2010167456.tif 000034
【００６７】
【表２９】
2010167456.tif 000035
【００６８】
【表３０】
2010167456.tif 000036
【００６９】
【表３１】
2010167456.tif 000037
【００７０】
【表３２】
2010167456.tif 000038
【００７１】
【表３３】
2010167456.tif 000039
【００７２】
【表３４】
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【００７３】
【表３５】
2010167456.tif 000041
【００７４】
【表３６】
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【００７５】
【表３７】
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【００７６】
【表３８】
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【００７７】
【表３９】
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【００７８】
【表４０】
2010167456.tif 000046
【００７９】
【表４１】
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【００８０】
【表４２】
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【００８１】
【表４３】
2010167456.tif 000049
【００８２】
【表４４】
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【００８３】
【表４５】
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【００８４】
【表４６】
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【００８５】
【表４７】
2010167456.tif 000053
【００８６】
[凹み長さについて]
表２〜表７に示すように、前壁１７の凹み長さｘが３０mm未満（２０mm）であるときは、湯道長さｆ、湯道高さｌ、壁注入距離、凹部の幅ｙ、端部注入距離ｚが如何なる値であっても、又、式（７）を満たすように溶鋼スループットＶｃにて鋳造しても、ケース内にフロービーズが流入した。
図８に示すように、凹み長さｘが式（４）を満たさず短い場合は、前壁１７が略フラット（直線状）であるときと同じ状態になるため、湯道から吐出した溶鋼２が前壁１７（凹部１７ｂ）にあたっても、当該溶鋼２は左右に流れてしまい微細な介在物を浮上させるための十分な上昇流が発生しなかったと考えられる。したがって、式（４）に示すように、凹み長さｘは３０mm以上であることが必要である。
【００８７】
なお、凹み長さｘが１０００mmを超えると、鋳型４の前側にてあまりにも前壁１７（凹部１７ｂ）が突出することになり、鋳型４内の溶鋼２等の状態が監視し難いのが実情であると共に、凹部１７ｂ内にて溶鋼２の澱みが発生する虞があり、この澱みが地金付着の原因にもなる可能性があることから操業上、凹み長さｘは、１０００mm以内としている。
[凹部の幅について]
表２〜表３７に示すように、凹部の幅ｙが４００mm未満であるときは、湯道長さｆ、湯道高さｌ、壁注入距離、凹み長さｘ、端部注入距離ｚが如何なる値であっても、又、式（７）を満たすように溶鋼スループットＶｃにて鋳造しても、ケース内にフロービーズが流入した。
【００８８】
図９に示すように、湯道の角度αや湯道断面積Ｓを変化させて湯道２２から吐出する溶鋼２の見かけ上の幅が最大となるときに、凹部の幅ｙが４００mm未満であると、湯道２２から吐出した多くの溶鋼２が凹部１７ｂだけでなく直線部１７ａにも衝突してしまう。その結果、前壁１７に衝突した溶鋼２が上昇する前に左右に広がってしまって微細な介在物を浮上させるための十分な上昇流が発生しなかったのが原因と考えられる。
したがって、式（５）に示すように、凹部の幅ｙは４００mm以上として湯道から吐出した溶鋼２が凹部１７ｂに当たりやすくする必要がある。
【００８９】
[端部注入距離について]
表２〜表３７に示すように、端部注入距離ｚが２００mm未満であるときは、湯道長さｆ、湯道高さｌ、壁注入距離、凹み長さｘ、凹部の幅ｙが如何なる値であっても、又、式（７）を満たすように溶鋼スループットＶｃにて鋳造しても、ケース内にフロービーズが流入した。
図１０に示すように、端部注入距離ｚが式（６）を満たさず短過ぎると、凹部１７ｂに衝突して凹部１７ｂの作用によって溶鋼２が上昇する際に、屈曲点ｋと注入口２０との距離が近すぎるため、屈曲点ｋ付近の溶鋼２が上昇する前に注入口２０へ引き込まれてしまうことが考えられる。
【００９０】
したがって、式（６）に示すように、端部注入距離ｚは２００mm以上として凹部１７ｂの屈曲点ｋ付近にて当たった溶鋼２が注入口２０へ引き込まれないように、ある程度、距離を確保する必要がある。
[湯道長さについて]
表２〜表３７に示すように、湯道長さｆが１５０mm未満であるときは、湯道高さｌ、壁注入距離、凹み長さｘ、凹部の幅ｙ、端部注入距離ｚが如何なる値であっても、又、式（７）を満たすように溶鋼スループットＶｃにて鋳造しても、ケース内にフロービーズが流入した。
【００９１】
図１１、図１２に示すように、湯道長さｆが非常に短い場合は、溶鋼２が湯道２３によって十分に整流状態とならず乱流のまま分配室１１へ流れてしまうために、溶鋼２を前壁１７に十分に当てることができない状態となり、微細な介在物を浮上させるための十分な上昇流を発生させることができなかったと考えられる。
したがって、式（１）に示すように、湯道長さｆを１５０mm以上とすることで湯道２３を通る溶鋼２を十分に整流状態にして、整流した溶鋼２を前壁１７（凹部１７ｂ）に当てるような状態にする必要がある。
【００９２】
[湯道高さについて]
表４６に示すように、湯道高さｌが４０mm未満であるときは、湯道長さｆ、壁注入距離、凹み長さｘ、凹部の幅ｙ、端部注入距離ｚが如何なる値であっても、又、式（７）を満たすように溶鋼スループットＶｃにて鋳造しても、ケース内にフロービーズが流入した。
図１３に示すように、湯道高さｌが４０mm未満で段差部２５の上面に非常に近い状態は、湯道２３から出た溶鋼２が前壁１７の凹部１７ｂに衝突した際、左右に広がり易く（図１３（ａ））、前壁１７の凹部１７ｂに衝突した溶鋼２ａの一部は上昇流となって上がっていくものの、左右に広がった溶鋼２ａは注入口２０（ノズル）へと流れて行く易くなる（図１３（ｂ））。図１３（ｃ）に示すように、注入口２０の付近では鋳型４への鋳込みによる引き込み力が発生しているため、前壁１７の凹部１７ｂに衝突して左右に広がった溶鋼２ａが注入口２０に吸い込まれ易く、一部の介在物が浮上せず溶鋼２ａと共に注入口２０（ノズル）に入ったものと考えられる（言い換えれば、左右に広がって注入口２０へと向かう直送流が直接注入口２０へと入ってしまうことが原因と考えられる）。
【００９３】
一方で、式（２）の上限値を満たさず、湯道高さｌが垂直距離の１／４よりも高い場合
は、図１４に示すように、湯道２３から出た溶鋼２が前壁１７の凹部１７ｂに衝突した際、前壁１７の凹部１７ｂの上部付近で衝突する（言い換えれば、湯面の近くで衝突する）ことになる（図１４（ａ））。このような場合は、前壁１７の凹部１７ｂに衝突した溶鋼２が上昇するものと、下降するものとに分かれやすく、上昇流と下降流とが混在することになる（図１４（ｂ））。一部の下降流によって上昇流が妨げられ易くなるため、上昇流が弱く、溶鋼２が注入口２０に吸い込まれ易くなる。
【００９４】
したがって、式（２）に示すように、湯道高さｌが４０mm以上で垂直距離の１／４よりも低い位置となるように、湯道高さｌを第１側壁１６の高さａ及び段差部２５の高さｃにより設定することによって、介在物をノズルから流出させることなく浮上させることができる。
[壁注入距離について]
表２〜表３１に示すように、壁注入距離が式（３）を満たさない場合は、湯道長さｆ、湯道高さｌ、凹み長さｘ、凹部の幅ｙ、端部注入距離ｚが如何なる値であっても、又、式（７）を満たすように溶鋼スループットＶｃにて鋳造しても、ケース内にフロービーズが流入した。図１５（ａ）〜（ｃ）に示すように、壁注入距離が式（３）を満たさず短い場合は、湯道２３から出て整流された溶鋼２は前壁１７の凹部１７ｂに衝突した後、多少広がりながら上昇流へと変化する際に、広がった後に上昇流となるはずの溶鋼２が、広がり過程で注入口２０へ引き込まれてしまうことが考えられる。
【００９５】
ゆえに、溶鋼２を前壁１７の凹部１７ｂへ衝突させた後、注入口２０へ入ることなく出来る限り上昇流を発生させるためには、壁注入距離を１１５０mm以上として、衝突後の溶鋼２が注入口２０に吸い込まれることなく上昇流に変化させる必要がある。
[溶鋼到達時間について]
表２〜表３７に示すように、溶鋼到達時間が式（７）を満たすように所定の溶鋼スループットＶｃにて鋳造を行わない場合は、湯道長さｆ、湯道高さｌ、壁注入距離、凹み長さｘ、凹部の幅ｙ、端部注入距離ｚが如何なる場合であっても、ケース内にフロービーズが流入した。
【００９６】
溶鋼到達時間が非常に長い状態（４０secよりも大であるとき）では、湯道から吐出する溶鋼２の吐出速度と注入口２０における溶鋼スループットＶｃとのバランスが悪く、湯道２３から分配室１１へ流れ出た溶鋼２が前壁１７の凹部１７ｂに衝突し難くなり、溶鋼２を凹部１７ｂに衝突させることにより当該溶鋼２を上昇させる効果が弱くなる。
ゆえに、湯道２３から分配室１１へと流れ出た水（溶鋼２）が前壁１７の凹部１７ｂに到達後に当該溶鋼２が上昇流とならず、フロービーズ（介在物）を含んだ溶鋼２が流出弁（ノズル）から流出したと考えられる。言い換えれば、溶鋼到達時間が長い場合は、湯道２３から分配室１１へ流れ出た溶鋼２が前壁１７の凹部１７ｂに衝突することが少なく、溶鋼２が上昇流になり難い。
【００９７】
溶鋼到達時間が非常に短い状態（５sec未満）では、湯道から吐出する溶鋼２の吐出速度と注入口２０の溶鋼スループットＶｃとのバランスが悪く、湯道２３から分配室１１へ流れ出た溶鋼２が前壁１７の凹部１７ｂに勢い良く衝突し過ぎることになり、凹部１７ｂに衝突した多くの溶鋼２が上昇せずに発散してしまい、介在物が上昇する間もなくノズルから流出したと考えられる。
したがって、式（７）で示される溶鋼到達時間が５sec〜４０secとなるように、湯道断面積Ｓ、ストランド数ｎ1、湯道数ｎ2、分配室１１の長さｄ及び湯道の角度αを考慮した上で所定の溶鋼スループットＶｃにて鋳造する必要がある。
【００９８】
[凹部の種々の形状について]
図１６に示すように、凹部１７ｂが四角状（凹１７ｂが直線部１７ａに垂直な垂直部分と、垂直部間に配置されて直線部１７ａに平行な水平部分とを有しているもの）であってもよい。また、凹部１７ｂが逆三角状（凹１７ｂが直線部１７ａに対して傾斜している傾斜部分を備えていて、傾斜部分が左右方向中央部で交差しているもの）であってもよい。また、凹部１７ｂが半楕円形状（凹部１７の幅が楕円形の長径となり、凹部１７の長さが楕円形の短径となっているもの）であってもよい。
【００９９】
さらには、凹部１７ｂが台形状（凹１７ｂが直線部１７ａに対して傾斜している傾斜部分と、傾斜部分間に配置されて直線部１７ａに平行な水平部分とを有しているもの）であってもよい。
表３８〜表４５にしめすように、凹部１７ｂが四角状、逆三角状、半楕円形状、台形状であっても、当該凹部１７ｂ及び前壁１７の形状が式（１）〜式（６）を満たし、このＴ型タンディッシュ３を用いて式（７）を満たすように鋳造すれば、ケース内にフロービーズが流入しなかった（各表の水モデル結果、「○」）。
【０１００】
即ち、本発明の連続鋳造装置の鋳造方法によれば、Ｔ型タンディッシュ３に注入室１０と分配室１１とを仕切る仕切堰１９を設け、この仕切堰１９の形状を式（１）〜式（３）を満たす形状とし、仕切堰１９に対向する分配室１１の前壁１７に凹部１７ｂを設け、この凹部１７ｂの形状を式（４）〜式（６）を満たす形状とした上で、このＴ型タンディッシュ３を用いて式（７）を満たすように鋳造を行うことによって、微細な介在物についても介在物を十分に浮上することができるようになった。
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】連続鋳造装置の概念図である。
【図２】タンディッシュの平面図である。
【図３】図２のＸ１−Ｘ１断面図である。
【図４】タンディッシュの側面図である。
【図５】溶鋼流動のシミュレーションの結果である。
【図６】水モデル実験の概要図である。
【図７】水モデル実験でのフロービーズの変化図である。
【図８】凹み長さが短い場合のタンディッシュの平面図である。
【図９】凹み幅が短い場合のタンディッシュの平面図である。
【図１０】端部注入距離が短い場合のタンディッシュの平面図である。
【図１１】湯道長さが短い場合のタンディッシュの平面図である。
【図１２】図１１のＸ２−Ｘ２断面図である。
【図１３】湯道高さが低い場合のタンデッシュの断面図である。
【図１４】湯道高さが高い場合のタンデッシュの断面図である。
【図１５】壁注入距離が短い場合のタンディッシュの断面図である。
【図１６】凹部を種々変形した場合のタンディッシュの平面図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１  連続鋳造装置
２  溶鋼
３  Ｔ型タンディッシュ
４  鋳型
１０  注入室
１１  分配室
１７  前壁
１９  仕切堰
【図１】
2010167456.tif 000055
【図２】
2010167456.tif 000056
【図３】
2010167456.tif 000057
【図４】
2010167456.tif 000058
【図８】
2010167456.tif 000059
【図９】
2010167456.tif 000060
【図１０】
2010167456.tif 000061
【図１１】
2010167456.tif 000062
【図１２】
2010167456.tif 000063
【図１３】
2010167456.tif 000064
【図１４】
2010167456.tif 000065
【図１５】
2010167456.tif 000066
【図１６】
2010167456.tif 000067
【図５】
2010167456.tif 000068
【図６】
2010167456.tif 000069
【図７】
2010167456.tif 000070