(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融金属を収容する容器の底部に配置された注入ノズルからその注入ノズルの下方に配置された溶融金属を受湯する容器に溶融金属を注入する際の注入溶湯流のシール方法であって、前記注入ノズルの外周に蓋部を取り付け、その蓋部に注入溶湯流の外周を囲撓するように筒状部材を設けるとともに、その筒状部材の上部側壁にリング状に不活性ガス噴出口を設け、その不活性ガス噴出口からの不活性ガスを筒状部材内の蓋部天井に向けて噴出させることを特徴とする注入溶湯流のシール方法。
【請求項２】
溶融金属を収容する容器の底部に配置された注入ノズルからその注入ノズルの下方に配置された溶融金属を受湯する容器に溶融金属を注入する際の注入溶湯流のシール装置であって、前記注入ノズルに取り付けられた蓋部と、受湯容器の受湯開口に設けられたシールパイプと、シールパイプの上に設けられ、且つ不活性ガス噴出口を上方に向けて有するリング状の不活性ガス噴出部と、蓋部と不活性ガス噴出部の間に設けられた中間筒体とを備えてなることを特徴とする注入溶湯流のシール装置。
【請求項３】
リング状の不活性ガス噴出部が、複数個の直線又は円弧状のノズルから構成されてなる請求項２に記載の注入溶湯流のシール装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶融金属を収容する容器の底部に配置された注入ノズルからその注入ノズルの下方に配置された溶融金属を受湯する容器に溶融金属を注入する際の注入溶湯流のシール方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、溶融金属を、注入ノズルを介して容器から容器（例えば取鍋から取鍋、取鍋からタンディッシュ等）へと注入する場合、溶融金属と外気が接触し、その際、溶融金属の酸化や大気中の水分、窒素といった成分の取り込みにより溶融金属成分の変動を引き起こし、所定の金属成分の溶融金属を製造できなくなることがある。
【０００３】
上記の問題点を改善するための方法として、例えば特開昭６３−２３５０５３号公報、特開昭６２−８１２５３号公報に提案された方法がある。
【０００４】
特開昭６３−２３５０５３号公報には、取鍋からタンディッシュに注入される溶湯の酸化を抑制するため、取鍋内の溶湯を、溶湯注入ノズルを介してタンディッシュ内に注入する溶湯の注入方法において、タンディッシュ内の溶湯湯面の溶湯注入部を含む領域に筒状部材を浸漬させ、湯面上部の筒状部材に囲まれた領域に溶湯と反応しないガスを供給すると共に、このガス供給領域に前記溶湯注入ノズルの溶湯流出部を位置させて取鍋内の溶湯を注入する、溶湯の注入方法が提案されている。
【０００５】
また、特開昭６２−８１２５３号公報には、レードル（取鍋）からタンディッシュに注入される溶鋼の周囲雰囲気からの吸窒をより効果的に防止するため、レードルからタンディッシュに注入される溶鋼の周囲雰囲気からの吸窒を防止するシール方法であって、レードル底部のノズル先端から注入される溶鋼流を外部雰囲気から区画するとともにタンディッシュ内溶鋼の表面近傍において該溶鋼流に不活性ガスを吹き付ける、注入溶鋼流のシール方法が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開昭６３−２３５０５３号公報に提案の具体例では、筒状部材の上端が開放され、その上端より筒状部材内にガス供給パイプが装入され先端より不活性ガスであるアルゴンガスが溶湯湯面に向けて吹き込まれている。このため、上端開口より大気の混入が懸念され、必ずしも十分な大気の遮断がなされず溶湯の酸化が懸念される。一方、上端開口を閉塞しても、湯面を一定に維持するためにタンディッシュ内に注入されてくる溶湯に巻き込まれて行くガスにより筒状部材内の上部が負圧になり、隙間などからの大気の侵入があり溶湯の酸化が懸念される。而して、この提案のシール方法では、確実に所望の清浄度を有する溶融金属を製造することができない。
【０００７】
また、特開昭６２−８１２５３号公報に提案の方法では、図４に示すように、レードル底部２１のノズル先端２２から注入される溶鋼流２３を、蓋部（陣笠）２４、シールハット（中間筒体）２５、注入管（シールパイプ）２６、不活性ガス案内管２７より構成されるシール装置２８により外部雰囲気から区画し、その区画内のタンディッシュ内溶鋼の表面近傍において溶鋼流２３に不活性ガスを吹き付けるようにしている。しかしながら、この方法では、湯面を一定に維持するためにタンディッシュ内に注入されてくる溶湯に巻き込まれて行く不活性ガスの気泡２９によりシール装置２８内の上部が負圧になり、特に蓋部（陣笠）２４、シールハット（中間筒体）２５、注入管（シールパイプ）２６の接合隙間から、同図４に併せて示すように、破線矢印Ｂで示すような大気の侵入があり溶湯の酸化が懸念される。而して、この提案のシール方法でも、確実に所望の清浄度を有する溶融金属を製造することができない。なお、３０は不活性ガス噴出口である。
【０００８】
一方、特開平６−３４４０９８号公報には、上記特開昭６２−８１２５３号公報の問題点を解消する方法として、下ノズルの外周に設置した不活性ガス吹き込み口から不活性ガスを注入溶鋼流を取り巻く旋回流として吹き込み、吹き込んだ不活性ガスを注入溶鋼流にらせん状に巻き付ける、注入溶鋼流のシール方法が提案されている。
【０００９】
しかしながら、上記特開平６−３４４０９８号公報に提案の方法では、吹き込んだ不活性ガスを注入溶鋼流にらせん状に巻き付ける点で、ノズルからの注入溶鋼流に対する清浄性は期待できるものの、不活性ガスの吹き込みが下方に向けて行われるため、この方法でも、湯面を一定に維持するためにタンディッシュ内に注入されてくる溶湯に巻き込まれて行く不活性ガスの気泡によりシール装置内の上部が負圧になり、隙間などからの大気の侵入があり溶湯の酸化が懸念される。
【００１０】
本発明は、上記の問題点を解消するためになしたものであって、その目的は、シール装置内への大気の侵入を極力防止し、確実に所望の清浄度を有する溶融金属を製造し得る注入溶湯流のシール方法及び装置を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明に係る注入溶湯流のシール方法は、溶融金属を収容する容器の底部に配置された注入ノズルからその注入ノズルの下方に配置された溶融金属を受湯する容器に溶融金属を注入する際の注入溶湯流のシール方法であって、前記注入ノズルの外周に蓋部を取り付け、その蓋部に注入溶湯流の外周を囲撓するように筒状部材を設けるとともに、その筒状部材の上部側壁にリング状に不活性ガス噴出口を設け、その不活性ガス噴出口からの不活性ガスを筒状部材内の蓋部天井に向けて噴出させるものである。
【００１２】
上記の構成では、注入溶湯流の外周を囲撓するように筒状部材を設けるとともに、その筒状部材の上部側壁にリング状に不活性ガス噴出口を設け、その不活性ガス噴出口からの不活性ガスを筒状部材内の蓋部天井に向けて噴出させているので、蓋部天井に衝突した不活性ガス流の一部は筒状部材内面に沿って流れ、これにより、筒状部材内への大気の侵入が防止でき、確実に所望の清浄度を有する溶融金属を製造することができる。
【００１３】
また、本発明に係る注入溶湯流のシール装置は、溶融金属を収容する容器の底部に配置された注入ノズルからその注入ノズルの下方に配置された溶融金属を受湯する容器に溶融金属を注入する際の注入溶湯流のシール装置であって、前記注入ノズルに取り付けられた蓋部と、受湯容器の受湯開口に設けられたシールパイプと、シールパイプの上に設けられ、且つ不活性ガス噴出口を上方に向けて有するリング状の不活性ガス噴出部と、蓋部と不活性ガス噴出部の間に設けられた中間筒体とを備えてなるものである。この場合、リング状の不活性ガス噴出部は一体のリングで形成されてあってもよいが、製作の容易さを考慮した場合、複数個の直線又は円弧状のノズルをリング状に構成したものであってもよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る注入溶湯流のシール装置の説明図であって、ａは全体断面図、ｂは不活性ガス噴出部の拡大断面図である。
【００１５】
シール装置１は、注湯容器（取鍋）２の底部と受湯容器（タンディッシュ）３との間に、注入ノズル４からの注湯流５を囲むようにして設けられている。また、その装置１の構造は、注入ノズル４に取り付けられた蓋部６と、受湯容器３の受湯開口７に設けられたシールパイプ８と、そのシールパイプ８の上に密着して設けられ、且つ不活性ガス噴出口９を上方に向けて有するリング状の不活性ガス噴出部１０と、蓋部６と不活性ガス噴出部１０との間に設けられた中間筒体１１と、を備えて構成されている。
【００１６】
上記の如く構成されたシール装置１においては、不活性ガス噴出部１０の不活性ガス噴出口９が上方に向けて形成されているので、この不活性ガス噴出口９より噴出された不活性ガス流（図１に矢印Ａで示す）は、まず蓋部６天井に衝突し、その後、一部は蓋部６天井から中間筒体１１内面に沿って流れ、他は蓋部６天井から中心部の注入ノズル４方向へと流れる。そして更に、前記他の流れは、注湯容器２内の溶湯を受湯容器３へと注入ノズル４を介して注入している際には、注入ノズル４及び注湯流５の外周に沿って流れることになる。
【００１７】
上記注入溶湯流のシール装置１では、不活性ガス噴出部１０からの不活性ガスを上方に向けて噴出させて蓋部６天井に衝突させ、その不活性ガス流Ａの一部を蓋部６天井から中間筒体１１内面に沿って流れるようにしているので、中間筒体１１の内側近傍が負圧になりにくく、これにより、シール装置１内への大気の侵入が防止でき、確実に所望の清浄度を有する溶融金属を製造することができる。
【００１８】
【実施例】
［実施例１］
上記の注入溶湯流のシール装置１を、取鍋とタンディッシュとの間に装備して低炭素鋼溶鋼の連続鋳造を行った。また比較のため、不活性ガス噴出部１０に換えて不活性ガス吹き込み管を、噴出口をタンディッシュの溶鋼面に向けて装備し同様の低炭素鋼溶鋼の連続鋳造を行った。この鋳造において、不活性ガスとしてアルゴンガスを用い、シールパイプ８内の溶鋼面近傍での窒素ガス濃度を測定し、本発明法と比較法のシール性を調査した。その調査結果を図２に示す。図２より明らかなように、本発明に係る注入溶湯流のシール方法の方が、比較法に比べて、いずれの不活性ガス流量においてもシールパイプ８内の溶鋼面近傍での窒素ガス濃度を著しく低減することができ、大気侵入を防止するのに有用であることが分かる。
【００１９】
また、上記の連続鋳造の際、注湯容器内の溶鋼中［Ｎ］濃度と鋳造末期における受湯容器内の溶鋼中［Ｎ］濃度のそれぞれを測定した。その測定結果を図３に示す。図３より明らかなように、本発明に係る注入溶湯流のシール方法の方が、比較法に比べて、いずれの注湯容器内の溶鋼中［Ｎ］濃度に対しても受湯時における溶鋼中［Ｎ］濃度の上昇がなく、大気侵入を防止するのに有用であること、及び溶鋼の清浄化方法として優れていることが分かる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る注入溶湯流のシール方法及び装置によれば、シール装置内への大気の侵入が防止でき、確実に所望の清浄度を有する溶融金属を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る注入溶湯流のシール装置の説明図であって、ａは全体断面図、ｂは不活性ガス噴出部の拡大断面図である。
【図２】実施例におけるシールパイプ内部の窒素ガス濃度と不活性ガス流量の関係を示すグラフ図である。
【図３】実施例における注湯容器内の溶鋼中［Ｎ］濃度と受湯容器内の溶鋼中［Ｎ］濃度との関係を示すグラフ図である。
【図４】従来の注入溶湯流のシール装置の断面図である。
【符号の説明】
１：シール装置          ２：注湯容器            ３：受湯容器
４：注入ノズル          ５：注湯流              ６：蓋部
７：受湯開口            ８：シールパイプ        ９：不活性ガス噴出口
１０：不活性ガス噴出部  １１：中間筒体            Ａ：不活性ガス流
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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