(57)【要約】【課題】ノズル接合部に与えられる押付け力による液体シールの分断がなく、長期間にわたってノズル接合部からの大気の吸い込みを確実に防止できる鋼の連続鋳造方法を提供する。【解決手段】ノズル接合部が内外二重の耐火性パッキング材１１、１２の間に保持された液体シール材１０によってシールされた連続鋳造設備を用いて行う鋼の連続鋳造方法である。本発明では、各耐火性パッキング材１１、１２の厚さを押付け力が加わらない状態では液体シール材１０に接する側で薄く、その反対側では厚くしておき、液体シール材の固化状態における厚さd０を１〜８mm、幅w０を３mm以上とすることにより、ノズル接合部に押付け力を加えて各耐火性パッキング材１１、１２を扁平に押しつぶしたときに液体シール材１０が分断されることを防止し、ノズル接合部のシールを確保しながら鋳型への溶湯注入を行う。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル接合部が内外二重の耐火性パッキング材の間に保持された液体シール材によってシールされた連続鋳造設備を用いて行う鋼の連続鋳造方法において、各耐火性パッキング材の厚さを押付け力が加わらない状態では液体シール材に接する側で薄く、その反対側では厚くしておき、液体シール材の固化状態における厚さd０を１〜８mm、幅w０を３mm以上とし、ノズル接合部に押付け力を加えて各耐火性パッキング材を扁平に押しつぶすことにより液体シール材によるノズル接合部のシールを確保しながら鋳型への溶湯注入を行うことを特徴とする鋼の連続鋳造方法。
【請求項２】
各耐火性パッキング材の液体シール材に接する側の厚さを（０．７〜１．０）d０とし、反対側の厚さを（１．１〜１．５）d０とすることを特徴とする請求項１記載の鋼の連続鋳造方法。
【請求項３】
各耐火性パッキング材の径方向の幅を１０mm以上とすることを特徴とする請求項１または２記載の鋼の連続鋳造方法。
【請求項４】
ノズル接合部に与える押付け力を、０．２〜１．５MPaとすることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の鋼の連続鋳造方法。
【請求項５】
ノズルに吹き込まれる不活性ガスの流量を溶鋼１トン当たり（０〜１）ＮLとすることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の鋼の連続鋳造方法。
【請求項６】
液体シール材として液体金属または非金属融体を用いることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の鋼の連続鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズル接合部を液体シール材によってシールした連続鋳造設備を用いて行う鋼の連続鋳造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、鋼の連続鋳造は溶鋼を取鍋からノズルを介してタンディッシュに注湯し、更にタンディッシュから浸漬ノズルを介して溶鋼を鋳型に注湯しながら行われる。これらのノズルは耐火物製であり、取鍋やタンディッシュも全て耐火物製であるから、ノズルと取鍋やタンディッシュとの接合部（ノズル接合部）を完全にシールすることは容易ではない。このためにノズル接合部からの大気の吸い込みによって溶鋼中に酸素が浸入し、アルミナクラスタ等の製品欠陥の原因となったり、ノズル閉塞等の操業トラブルの原因となったりする。
【０００３】
このため従来から、アルミナを主成分とする耐火性粉末を熱硬化性樹脂で混練した耐火性パッキング材を用いてノズル接合部をシールする方法（特許文献１）が用いられている。しかしなおシール性は十分ではなく、やむを得ず、ノズルの内部にアルゴン等の不活性ガスを吹き込み、溶鋼中に浸入した酸素によって生ずるアルミナクラスタをアルゴン気泡とともに浮上分離することが行われているが、不活性ガスの流量に応じてコストがかかることとなる。
【０００４】
そこで出願人は特許文献２に示すように、液体金属からなる液体シール材によってノズル接合部をシールする技術を開発した。液体シール材としては例えばＡｌ合金が使用される。このような液体シール材は内外二重の耐火性パッキング材の間に保持され、室温では金属リングであるが使用状態においては溶融して液化し、ノズル接合部を確実にシールすることができるものである。
【０００５】
ところがこのような液体シール材を用いた場合、液体シール材を囲む内外二重の耐火性パッキング材がノズル接合部に与えられる押付け力によって変形することがあり、その場合に耐火性パッキング材がリング状の液体シール材の上に覆い被さり、液体シールを分断するおそれがあることが判明した。もしこのような状態となると液体シールの機能が失われ、耐火性パッキング材のみによるシールが行われる状態となる。
【特許文献１】特公昭６０−１５５９２号公報
【特許文献２】特開２００７−６９２５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、ノズル接合部に与えられる押付け力による液体シールの分断がなく、長期間にわたってノズル接合部からの大気の吸い込みを確実に防止できる鋼の連続鋳造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するためになされた本発明は、ノズル接合部が内外二重の耐火性パッキング材の間に保持された液体シール材によってシールされた連続鋳造設備を用いて行う鋼の連続鋳造方法において、各耐火性パッキング材の厚さを押付け力が加わらない状態では液体シール材に接する側で薄く、その反対側では厚くしておき、液体シール材の固化状態における厚さd０を１〜８mm、幅w０を３mm以上とし、ノズル接合部に押付け力を加えて各耐火性パッキング材を扁平に押しつぶすことにより液体シール材によるノズル接合部のシールを確保しながら鋳型への溶湯注入を行うことを特徴とするものである。
【０００８】
なお請求項２のように、各耐火性パッキング材の液体シール材に接する側の厚さを（０．７〜１．０）d０とし、反対側の厚さを（１．１〜１．５）d０とすることが好ましい。また請求項３のように、各耐火性パッキング材の径方向の幅を１０mm以上とすることが好ましい。
【０００９】
さらに請求項４のように、ノズル接合部に与える押付け力を、０．２〜１．５MPaとすることが好ましく、請求項５のように、ノズルに吹き込まれる不活性ガスの流量を溶鋼１トン当たり（０〜１）ＮLとすることが好ましい。なお請求項６のように、液体シール材としては液体金属または非金属融体を用いることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明においては、液体シール材の内外両側を囲む耐火性パッキング材として、押付け力が加わらない状態では液体シール材に接する側で薄くその反対側では厚いものを用いる。この耐火性パッキング材も使用状態においては押付け力によって扁平に押しつぶされるが、圧縮密度が液体シール材に接する側ではその反対側に比べて低くなるため、液体シール材に接する領域では変形量は僅かとなり、液体シール材の上に覆い被さるような変形は生じない。このため液体シール材によるノズル接合部のシールを確保しながら鋳型への溶湯注入を行うことができ、ノズル接合部からの大気の吸い込みに起因する製品欠陥や操業トラブルを効果的に防止することができる。このためノズルに吹き込まれる不活性ガスの流量を溶鋼１トン当たり（０〜１）ＮLにまで減少させることが可能となり、生産コストの低減を図ることも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
図１は本発明の実施形態に用いられる連続鋳造設備の断面図であり、１は溶鋼を搬送する取鍋、２はタンディッシュ、３は連続鋳造用の鋳型である。溶鋼は取鍋１の底部に設けられたスライディングノズル４及びロングノズル５を介してタンディッシュ２に注湯され、さらにタンディッシュ２の底部に設けられたスライディングノズル６及び浸漬ノズル７を介して鋳型３に注湯される。
【００１２】
これらのロングノズル５及び浸漬ノズル７の上端はスライディングノズル４及びスライディングノズル６の下プレートに押付けられるノズル接合部となっており、これらの部分に図２に示されるシール手段が設けられている。
【００１３】
図２において、１０は液体シール材、１１はその外側の耐火性パッキング材、１２はその内側の耐火性パッキング材である。これらは何れもノズル中心の円形孔を囲むリング状であり、液体シール材１０の内外両側を耐火性パッキング材１１、１２によって囲む構造である。耐火性パッキング材１１、１２は例えばアルミナ粉末をアクリル樹脂やフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂に混練した材質である。液体シール材１０は室温においては固体であるが使用状態においては溶融して液化する液体金属または非金属融体からなるものである。液体金属としてはＡｌ、Ａｌ合金、Ｓｎ、Ｓｎ合金が好ましく、非金属融体としては例えばCaO、SiO2、PbOのような金属酸化物や、CaF2、PbF2のような金属弗化物などを原料に使った低融点の化合物を用いることができる。
【００１４】
図３は本発明の要部を示す拡大断面図であり、図２に丸印を付けた部分の押付け力を加えない初期状態を示している。この図に示すように、液体シール材１０の固化状態における厚さをd０、幅をw０とすると、d０は１〜８mm、w０は３mm以上とすることが好ましい。d０がこの範囲より薄いとシール効果が不十分となり、この範囲よりも厚いと液体シール材１０が漏れ出すおそれがある。またw０が３mm未満であるとやはりシール効果が不十分となる。
【００１５】
本発明においては、液体シール材１０の内外両側を囲む耐火性パッキング材１１、１２として、図３に示すように上面を傾斜させた形状のものを用いる。具体的には、押付け力を加えない初期状態における各耐火性パッキング材１１、１２の液体シール材１０に接する側の厚さｄ１、ｄ３を（０．７〜１．０）d０とし、反対側の厚さｄ２、ｄ４を（１．１〜１．５）d０とする。このように初期状態における厚さが液体シール材１０に接する側で薄く、その反対側で厚い耐火性パッキング材１１、１２を用いると、図２に示される押付け力を加えた使用状態において耐火性パッキング材１１、１２は主として液体シール材１０から遠い側の領域が強く圧縮されることとなり、液体シール材１０に近い領域では圧縮力は弱くなるので、液体シール材１０の上に覆い被さるような変形は生じなくなる。
【００１６】
なお、ｄ１、ｄ３が（０．７〜１．０）d０よりも小さくなると、使用状態において液体シール材１０を漏れ出さないように保持する能力が低下し、逆にこの範囲を超えて大きくなると耐火性パッキング材１１、１２のみによってシールが行われ、液体シール材１０を設けた意味が減少する。またｄ２、ｄ４が（１．１〜１．５）d０よりも小さくなると上面を傾斜させた効果が低下し、逆にこの範囲を超えて大きくなると耐火性パッキング材１１、１２の液体シール材１０から遠い側の領域のみによってシールが行われ、液体シール材１０を設けた意味が減少する。
【００１７】
なお、各耐火性パッキング材１１、１２の径方向の幅ｗ1、ｗ2は１０mm以上とすることが好ましい。幅が１０mm未満であると十分なシール効果を得にくいためである。またノズル接合部には機械的に押付け力が加えられるが、その押付け力は面圧が０．２〜１．５MPaとなる範囲とすることが好ましい。前記したようなアルミナ粉末をアクリル樹脂やフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂に混練した耐火性パッキング材１１、１２を用いる場合には、この範囲未満であると十分なシール効果を得にくく、逆にこの範囲を越えると耐火性パッキング材１１、１２の変形が大きくなって液体シール材１０が漏れ出すおそれがあるためである。尚、w０、ｗ1、ｗ2の上限は、効果上の上限の規定はないが、ノズル接合部へのパッキング材およびシール材設置スペースにより制限され、さらにw０、ｗ1、ｗ2がそれぞれの下限を外れないように配置することが好ましい。
【００１８】
上記のようにノズル接合部を図３に示す構造のシール材によってシールすれば、耐火性パッキング材１１、１２が液体シール材１０の上に覆い被さるような変形が発生するおそれがなくなり、液体シール材１０が分断されることがないため、常に安定した液封が可能となる。この結果、ノズル接合部からの大気の吸い込みがなくなり、浸漬ノズル７の内部に吹き込まれるアルゴンガスの流量を溶鋼１トン当たり（０〜１）NLにまで減少させても、大気の吸い込みに起因する製品欠陥や操業トラブルを効果的に防止することができる。このため本発明によれば、生産コストの低減を図ることが可能となる。
【実施例】
【００１９】
以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明する。
極低炭素鋼の溶鋼３００トンを転炉−ＲＨ工程にて溶製した。タンディッシュ内の溶鋼を１５６０〜１５８０℃とし、３層式スライディングノズルと浸漬ノズルを使用して鋳型内に溶鋼を注入し、厚さ２５０ｍｍ、幅１２００〜１６００ｍｍの鋳片を鋳造速度１．６〜２．０ｍ／ｍｉｎで製造した。ノズル接合部のシール条件を様々に変化させ、製造された鋳片を切削して、内部に含まれる気泡個数、シール材の分断状況及びノズルの閉塞状況を観察した。シール条件としては、シール材の厚さ、幅、組成、押付け面圧を表１と表２に示すように変化させた。アルゴン流量も合わせて変化させた。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
【表２】
2010125455.tif 000004
【００２２】
表中の＊の意味は下記の通りである。
*1  表中の記号は全て図3に表わした高さ、あるいは、円周方向の幅を示す。
*2  ○：d1＜d2かつd3＜d4で本発明の範囲内、×：d1≧d2またはd3≧d4、d1≧d2かつd3≧d4で本発明の範囲外。
*3  全て%である。
*4  不活性ガスとしてArガスを使用した。スライディングノズルプレート部、あるいは浸漬ノズル部からArガスを吹き込んだ。
*5  鋳造後に接合面を上から見て、シール材が円周方向に健全に保持されている場合を「シール材分断無しで○」、耐火性パッキング材が液体シール材上に面積率で20%未満覆い被さっている場合を「シール材分断若干有りで△」、20%以上覆い被さっている場合を「シール材分断有りで×」とした。
*6  鋳造後に接合面を上から見てシール材残存率が面積率で「90%以上を○」、「70〜90%を△」、「70%未満を×」とした。
*7  鋳片表層10〜60mmを5mmピッチで研削した時に観察された気泡の1m2当たりの積算個数。
*8  7連々鋳でノズル内部の付着物を除去する酸素洗浄作業を全くしなかった場合を「ノズル閉塞なしで○」、酸素洗浄作業を1回実施した場合を「ノズル閉塞若干有りで△」、2回以上実施した場合を「ノズル閉塞有りで×」とした。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に用いられる連続鋳造設備の断面図である。
【図２】ノズル接合部の水平断面図と中央縦断面図である。
【図３】要部の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  取鍋
２  タンディッシュ
３  鋳型
４  スライディングノズル
５  ロングノズル
６  スライディングノズル
７  浸漬ノズル
１０  液体シール材
１１  その外側の耐火性パッキング材
１２  内側の耐火性パッキング材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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