(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続鋳造におけるタンディッシュからモールドへの溶鋼流量を制御するストッパロッド内に合金ワイヤを供給し、該ストッパロッドの先端から溶鋼に合金を添加するためのストッパロッドであって、前記合金ワイヤを供給する際のガス巻き込みを防止するためのシール装置が前記ストッパロッドの頂部に備えられ、かつ前記シール装置のワイヤ供給孔にオリフィスが形成されてなることを特徴とするストッパロッド。 
【請求項２】
前記ワイヤ供給孔のうち、前記オリフィスよりも上方の部分にガス供給孔およびガス排出孔が形成されてなる請求項１記載のストッパロッド。
【請求項３】
冷却媒体の流路が形成された冷却用ロッドを内蔵してなる請求項１または２記載のストッパロッド。
【請求項４】
前記流路が冷却用ロッドの上部に形成される注入孔と排気孔に連通してなる請求項３記載のストッパロッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は連続鋳造に用いられるストッパロッドに関する。さらに詳しくは、タンディッシュからモールド（鋳造鋳型）に溶鋼を連続鋳造し、鋳造鋼片を製造する工程において、前記溶鋼にカルシウムなどの合金を添加し、成分調整を行なうときに用いられるストッパロッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
連続鋳造は、通常、鋳造前の転炉または二次精練工程で溶鋼に合金を投入し成分を調整したのち行なわれているが、鋼種の異なる鋼片を鋳造するばあいがあるため、取鍋当たりの成分調整が行なわれている。しかし、鋳造は、数十〜数百トン容量の取鍋からタンディッシュに溶鋼を移し替えたのち、タンディッシュから鋳込むようにされているため、少量ずつ合金成分を変えたいばあいに、取鍋全体に合金が混ざっているため溶鋼を使い分けできない問題がある。また前記タンディッシュは、取鍋からモールドへの溶鋼流れを整流化するとともに、溶鋼中のアルミナなどの不純物を浮上させるために用いられているが、鋳造終了後にはタンディッシュの内壁に多量のアルミナが付着している。したがって、一度以上使用したタンディッシュを再度使用して鋳造を行なうと、鋳造鋼片の初期部分に前回の鋳造時にタンディッシュ内で除去したアルミナが多量に流出するため、複数回使用するタンディッシュでは鋳造を開始する度に鋳造鋼片の初期部分に不良部分（アルミナなどの介在物が多量に遍在している部分）が発生しやすい。
【０００３】
一方、前記アルミナを無害化するカルシウムなどの合金をタンディッシュ内の溶鋼に添加することにより不良部分の発生を防止することができるが、タンディッシュ内はある程度溶鋼を流せば清浄化し、鋳造中期から末期までは介在物が発生しない。その結果、合金添加は鋳造の初期分の溶鋼だけで充分であるにもかかわらず、合金は取鍋全体に混ざるため、無駄な合金を添加しなければならない問題がある。
【０００４】
このため、従来より、合金添加を鋳造直前のタンディッシュやモールドで行なう方法が種々提案されている。たとえばタンディッシュ内で合金を添加する方法としては、鉄被覆カルシウムワイヤまたはカルシウム合金ワイヤをタンディッシュの溶鋼排出口に連続的供給するものがある（特開昭５３−２３４２号公報）。またはストッパロッドの中央部から溶鋼に積極的に合金粉体とＡｒなどのガスを供給し、混合撹拌をさせるものがある（特開昭６２−１１４７４８号公報）。またモールド内に合金添加する方法としては、ストッパロッドの先端から浸漬ノズルを通してモールドへキャリヤーガスと合金粉体を供給するものがある（特開昭５９−２２５８５７号公報）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特開昭５３−２３４２号公報記載の方法では、ワイヤに溶鋼表面と接触する境界部が空間に存在するため、前記ワイヤの添加合金が高い揮発性のばあい、境界部での発塵により添加合金の歩留りがわるくなる。またワイヤの先端から溶鋼表面までの浸漬部分からの添加合金が溶け込んだ溶鋼が直ちに鋳造されるとは限らず、鋼片の成分調整が困難になる。また、前記特開昭６２−１１４７４８号公報記載の方法では、浸漬ノズルの直上でガスにより撹拌されているため、合金の混合が促進されるとともに、合金の適宜投入の歩留りが向上するが、前記ガスが鋳造時に巻き込まれて鋼片内部に気泡が溜まる惧れがある。
【０００６】
一方、特開昭５９−２２５８５７号公報記載の方法では、前記合金の適宜投入による成分調整を行なうことができるが、合金粉体をガス搬送で供給しているため、前記特開昭６２−１１４７４８号公報記載の方法と同様に、ガスが鋳造時に巻き込まれて鋼片内部に気泡が溜まる惧れがある。
【０００７】
本発明は、叙上の事情に鑑み、合金を適宜投入することができるとともに、合金の歩留りを向上させることができ、かつ、ガス巻き込みを防止して鋳造鋼片の品質を向上させることができる連続鋳造におけるストッパロッドを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のストッパロッドは、連続鋳造におけるタンディッシュからモールドへの溶鋼流量を制御するストッパロッド内に合金ワイヤを供給し、該ストッパロッドの先端から溶鋼に合金を添加するためのストッパロッドであって、前記合金ワイヤを供給する際のガス巻き込みを防止するためのシール装置が前記ストッパロッドの頂部に備えられ、かつ前記シール装置のワイヤ供給孔にオリフィスが形成されてなることを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添加図面に基づいて本発明のストッパロッドを説明する。
【００１０】
図１は本発明のストッパロッドの一実施例を示す説明図、図２は図１におけるシール装置を示す断面図、図３は図２におけるＩ−Ｉ断面図、図４は図１における冷却用ロッドを示す部分切欠平面図、図５は図４における冷却用ロッドの平面図である。
【００１１】
本発明における連続鋳造は、転炉でもしくはＲＨなどの二次精練を介して所定の成分調整を施された溶鋼（溶融金属）を取鍋に入れて鋳造場所に搬送し、図１に示すようにタンディッシュ１を介して溶鋼をタンディッシュ１の底部２に取り付けられた浸漬ノズル３からモールド内に注入し、モールドに接する面から順に凝固させ、固まりつつある溶鋼を引き抜くことにより鋳造鋼片を連続的に製造しうるものである。前記タンディッシュ１内の溶鋼には、タンディッシュ１からモールドへの溶鋼流量を制御することにより、鋳造速度を制御するストッパロッド４が浸漬されている。前記ストッパロッド４は、中空形状を呈しており、該ストッパロッド４内に供給された合金ワイヤＷをストッパロッド４の先端から浸漬ノズル３の流入口３ａに流入する溶鋼に浸漬させるようにしている。本実施例における合金ワイヤとしては、ＣａまたはＳｉなどのワイヤを用いることができる。
【００１２】
本発明のストッパロッドは、前記合金ワイヤＷを供給する際のガス巻き込みを防止するためのシール装置５がストッパロッド４の頂部４ａに備えられていることを特徴としている。
【００１３】
前記シール装置５は、図１〜３に示すように合金ワイヤＷの供給孔６にシール部材７を嵌着した上蓋８と、ガス供給孔９およびガス排出孔１０が形成された上部本体１１と、ストッパロッド４に嵌着される下部本体１２とから構成されている。また前記上部本体１１は内方部材１３と外方部材１４からなり、該内方部材１３と外方部材１４には、図３に示すように前記ガス供給孔９を構成する内方ガス供給孔９ａと外方ガス供給孔９ｂ、および前記ガス排出孔１０を構成する内方ガス排出孔１０ａと外方ガス排出孔１０ｂがそれぞれ直径方向に向き合うように形成されている。内方ガス供給孔９ａと内方ガス排出孔１０ａは、内方部材１３の中央を貫通する上部ワイヤ供給孔１５に連通されている。この上部ワイヤ供給孔１５の上端は滑らかに開放するように漏斗状開口部１６が形成されている。前記内方部材１３と外方部材１４のあいだには、キャビティー１７が形成されており、外方ガス供給孔９ｂからキャビティー１７に供給されたガスにより内方部材１３が冷却される。一方、前記下部本体１２を貫通する下部ワイヤ供給孔１８には、テーパ状のオリフィス１９が形成されて合金ワイヤＷの通路が狭くされている。オリフィスの内径とワイヤ径とのクリアランスは、０．１〜０．５ｍｍ程度に設定されている。本実施例では、オリフィスが２箇所形成されているが、本発明においては、これに限定されるものではなく、たとえば１箇所または３箇所以上形成することができる。また前記ガス供給孔９に供給されるガスとしては、たとえば不活性ガスのアルゴンガス、ヘリウムガスまたはネオンガスなどが用いられる。
【００１４】
つぎにストッパロッドの使用例を説明する。まず図１に示す状態よりも下方に移動させてストッパロッド４の先端を浸漬ノズル３に押し当てて溶鋼の流入口３ａが塞がれたタンディッシュ１に取鍋内の溶鋼が注がれる。ついで図２に示すように、溶鋼に添加したい合金、たとえばＣａからなる合金ワイヤＷを前記シール装置５の上蓋８の供給孔６から挿入するとともに、上部本体１１の外方ガス供給孔９ｂから大気圧よりも若干高い程度の注入圧でアルゴンガスを供給する。そして図１に示すように、前記合金ワイヤＷがストッパロッド４内を通過し先端に押し出されると、ストッパロッド４が持ち上げられて溶鋼の流入口３ａを開放する。溶鋼が流入口３ａに流れ込むとき、ストッパロッド４の先端周りには負圧が生じる。このため、前記合金ワイヤＷとシール装置５内の上部および下部のワイヤ供給孔１５、１８とのあいだの隙間から大気およびガスが引き込まれやすくなる。しかしながら、本実施例では、前記２箇所のオリフィス１９により合金ワイヤＷの通路が狭くされているため、大気およびガスは下部ワイヤ供給孔１８を通過しにくい。また前記ガス供給孔９から供給されたガスは、上部ワイヤ供給孔１５内で圧力が高められて陽圧化されたのち、前記ガス排出孔１０および供給孔６から大気中へ噴出されるため、大気およびガスが下部ワイヤ供給孔１８へ引き込まれることがない。したがって、ストッパロッド４の先端では負圧によって大気およびガスを巻き込むことなく、溶鋼に合金ワイヤＷの合金を添加することができる。
【００１５】
なお、本実施例では、ワイヤ供給孔１５、１８の直径を合金ワイヤＷに対して若干大きい程度にしてワイヤ供給孔１５、１８と合金ワイヤ２とのあいだの隙間を小さく抑えているが、本発明においては、これに限定されるものではなく、合金ワイヤＷがワイヤ供給孔１５、１８にある程度接触しても通過できるように、合金ワイヤＷに高粘度潤滑材を添加させることにより、ワイヤ供給孔１５、１８と合金ワイヤＷとのあいだの隙間をさらに小さくすることができる。
【００１６】
また前記上部および下部のワイヤ供給孔１５、１８と合金ワイヤＷとのあいだの隙間は小さいため、合金ワイヤＷを安定して供給させるためのワイヤ矯正装置２０をシール装置５の直上に設置するのが好ましい。
【００１７】
本発明のストッパロッドは冷却用ロッドを内蔵させることもできる。前記冷却用ロッドとしては、図２および図４に示すように前記シール装置５の下部本体１２に螺着される第一のねじ部３０と、ストッパロッド４に螺着される第二のねじ部３１からなり、中央部には前記下部ワイヤ供給孔１８に連通するワイヤ通路３２が貫通して形成されているとともに、該ワイヤ通路３２に干渉しないようにワイヤ通路３２の両側に冷却媒体の流路３３が形成されているものを用いることができる。前記流路３３は、図４〜５に示すように冷却用ロッドの上部である第一のねじ部３０に形成される冷却媒体の注入孔３４と排気孔３５に連通している。これにより、図１および図４に示すように、冷却媒体は注入孔３４から注入されたのち、流路３３内を流れて排気孔３５から排出されるまでのあいだに、ストッパロッド４を冷却するため、鋳造中高温下に晒されているストッパロッド４の強度低下を防止することができる。前記排気孔３５の冷却媒体の排気は、タンディッシュ１から上方へ行なうようにストッパロッド４に排気経路（図示せず）を設けているため、ストッパロッド４の先端からのガス巻き込みを防止することができる。なお、４０は流路３３を加工するときに形成された孔を塞ぐためのボルトである。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、シール装置によりワイヤ供給孔の気密性が高められているため、合金ワイヤをワイヤ供給孔に供給する際に引き込まれる大気および不活性ガスの巻き込みが防止され、鋳造鋼片に気泡が溜まることがない。その結果、鋼片の品質が向上する。
【００１９】
また合金をストッパロッドの先端から添加できるため、溶鋼への合金添加量を連続的に変化させることができる。そして溶鋼への拡散性がわるい合金元素、投入後酸化などの反応により変質する速度が速い合金元素、または溶鋼に接したとき、雰囲気に揮発する惧れがあり、歩留りに問題のある合金元素についても容易に添加することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のストッパロッドの一実施例を示す説明図である。
【図２】図１におけるシール装置を示す断面図である。
【図３】図２におけるＩ−Ｉ断面図である。
【図４】図１における冷却用ロッドを示す部分切欠平面図である。
【図５】図４における冷却用ロッドの平面図である。
【符号の説明】
１    タンディッシュ
２    底部
３    浸漬ノズル
４    ストッパロッド
４ａ  頂部
５    シール装置
８    上蓋
９    ガス供給孔
１０    ガス排気孔
１１    上部本体
１２    下部本体
１３    内方部材
１４    外方部材
１５    上部ワイヤ供給孔
１７    キャビティー
１８    下部ワイヤ供給孔
１９    オリフィス
Ｗ    合金ワイヤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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