(57)【要約】【課題】複数の吐出孔を有する旋回流ノズルの上流側にスライディングゲートを設置する場合に、各吐出孔からの吐出量の均等性をさらに改善し、鋳型内流動の均衡（メニスカス流速の均衡）を向上させる。【解決手段】本発明に係る連続鋳造方法は、連続鋳造用タンディッシュの底部に設けた溶鋼の流量調整機構であるスライディングゲートの下流側に、内部に捩り板型旋回羽根を内蔵し、複数の吐出孔を有する浸漬ノズルを配置し、該捩り板型旋回羽根の上端の稜線方向を、スライディングゲートの摺動方向に対し、該捩り板型旋回羽根の捩り旋回方向とは逆向きに５〜１５°の範囲内の角度をもって配置する。【選択図】      図１
2004276045.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続鋳造用タンディッシュの底部に設けた溶鋼の流量調整機構であるスライディングゲートの下流側に配置され、内部に捩り板型旋回羽根を設置した、複数の吐出孔を有する浸漬ノズルを用いる連続鋳造方法であって、
該捩り板型旋回羽根の上端の稜線方向を、該スライディングゲートの摺動方向に対し、該捩り板型旋回羽根の捩り旋回方向とは逆向きに５〜１５°の範囲内の角度をもって配置することを特徴とする連続鋳造方法。
【請求項２】
連続鋳造用タンディッシュの底部に設けた溶鋼の流量調整機構であるスライディングゲートの下流側に配置され、内部に捩り板型旋回羽根を設置した、複数の吐出孔を有する浸漬ノズルであって、
該捩り板型旋回羽根の上端の稜線方向が、該スライディングゲートの摺動方向に対し、該捩り板型旋回羽根の捩り旋回方向とは逆向きに５〜１５°の範囲内の角度をもって配置されていることを特徴とする連続鋳造用浸漬ノズル。
【請求項３】
前記捩り板型旋回羽根は、外径が５０〜２５０ｍｍ、捩り部の長さが該外径の３０〜２００％、羽根の厚みが該外径の５〜３０％、捩り角θが６０〜１８０°である形状をもつものである、請求項２に記載の連続鋳造用浸漬ノズル。
【請求項４】
連続鋳造用タンディッシュの底部に設けた溶鋼の流量調整機構であるスライディングゲートの下流側に配置され、内部に捩り板型旋回羽根を設置した、複数の吐出孔を有する浸漬ノズルであって、
該捩り板型旋回羽根の下端の稜線を通る平面が水平方向となす角度が、２０〜４５°の範囲内で、
該捩り板型旋回羽根の軸方向最長部の長さと最短部の長さの平均値に対する捩り角θ’が６０〜１８０°であることを特徴とする連続鋳造用浸漬ノズル。
【請求項５】
連続鋳造用タンディッシュの底部に設けた溶鋼の流量調整機構であるスライディングゲートの下流側に配置され、内部に捩り板型旋回羽根を設置した、複数の吐出孔を有する浸漬ノズルであって、
該スライディングゲートと該捩り板型旋回羽根との間に、断面形状が多角形又は円形の棒形状である溶鋼の分散用部材を、その稜線がスライディングゲートの摺動方向と平行になるように配置したことを特徴とする連続鋳造用浸漬ノズル。
【請求項６】
連続鋳造用タンディッシュの底部に設けた溶鋼の流量調整機構であるスライディングゲートの下流側に配置され、内部に捩り板型旋回羽根を設置した、複数の吐出孔を有する浸漬ノズルであって、
該捩り板型旋回羽根の上端に、該上端を平板又は楔形状に延長した分流板を、該分流板の稜線がスライディングゲートの摺動方向と平行になるように配置したことを特徴とする連続鋳造用浸漬ノズル。
【請求項７】
連続鋳造用タンディッシュの底部に設けた溶鋼の流量調整機構であるスライディングゲートの下流側に配置され、内部に捩り板型旋回羽根を設置した、複数の吐出孔を有する浸漬ノズルであって、
該スライディングゲートが２層式であり、かつ、該スライディングゲートと該捩り板型旋回羽根との間隔が、浸漬ノズル内径の２倍以上であることを特徴とする連続鋳造用浸漬ノズル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼の連続鋳造方法において使用される、内部に捩り板型旋回羽根を設置してノズル内を流下する溶鋼に旋回流を付与する、複数の吐出孔を有する連続鋳造用浸漬ノズル（以下、「旋回流ノズル」ともいう。）を用いた連続鋳造方法、及び、この旋回流ノズルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複数の吐出孔を有する連続鋳造用浸漬ノズルから溶鋼を吐出する場合、各吐出孔からの吐出量が不均等（片流れ）になると、鋳型内の溶鋼流速を著しく変動させるので、鋳型内溶鋼流の停滞に伴って溶鋼流の凝固シェル洗浄作用が低下し、非金属介在物や気泡が凝固シェルに捕捉されやすくなったり、鋳型内における過大な溶鋼流速が渦を発生させてモールドパウダーなどを鋳片内に巻き込む原因となる。
【０００３】
浸漬ノズル内を流下する溶鋼に旋回流を付与すると、下端部の側面に対向する２つの吐出孔を有する２孔ノズルの場合には、遠心力により２つの吐出孔に溶鋼が強制的に分配されて吐出するので、各吐出孔からの吐出流量や吐出速度の変動が小さくなって吐出流の状態が安定し、鋳型内に不均等な流動（片流れ）が生じ難くなる。
【０００４】
特許文献１には、旋回羽根の捩りピッチＰｃを０．８〜３．０、捩り角θを６０〜１８０°、外径（＝２Ｒ）を５０〜２５０ｍｍ、該旋回羽根の厚みを前記外径の５〜３０％とした捩り板型旋回羽根を設置した旋回流ノズルが記載されている。上記特許文献１の旋回流ノズルは、構造の単純さ、吐出流の安定化、旋回流の強さ、閉塞しにくさ等の点から効果的、実用的な技術である。
【０００５】
特許文献１には、タンディッシュ底部の流量調整機構としてスライディングゲートを設ける場合に、捩り板型旋回羽根の上端部の稜線方向をスライディングゲートの摺動方向と平行に設置することにより、旋回羽根の両側に均等に溶鋼を分配することができ、より均一な旋回流が形成されると記載されている。しかし、スライディングゲートの下流側に配置する旋回流ノズルが吐出孔を複数有する場合には、捩り板型旋回羽根の上端部稜線方向をスライディングゲートの摺動方向と平行に設置しても、各吐出孔からの吐出量が十分均等にならない場合があり、さらなる改善が望まれる。
【特許文献１】
特開２００２−２３９６９０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、複数の吐出孔を有する旋回流ノズルの上流側にスライディングゲートを設置する場合に、各吐出孔からの吐出量の均等性をさらに改善し、鋳型内流動の均衡（メニスカス流速の均衡）を向上させることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、スライディングゲートの下流側に、複数の吐出孔を有する旋回流ノズルを配置した場合の各吐出孔からの溶鋼の吐出状態を、実験及び数値計算による解析等を重ねて検討した。
【０００８】
その結果、旋回流ノズルの旋回羽根上端の稜線方向をスライディングゲートの摺動方向に対して平行に位置合わせする場合には、旋回羽根により分割される２つの流路への流入量は大まかに均等になるが、旋回羽根の旋回側よりも反旋回側の流路に溶鋼が流れ易いために正確ではなく、複数の吐出孔からの吐出量が不均等になりやすいことを見出した。
【０００９】
そこで、本発明者らは、さらに検討を進め、スライディングゲートの下流側に旋回流ノズルを設けた連続鋳造装置において、旋回流ノズルに内蔵される旋回羽根により分割される各流路への溶鋼の流入量を均等化することが可能な手段を新たに見出した。本発明においては、上記知見に基づいて発案された以下の連続鋳造方法及び旋回流ノズルを提供する。
【００１０】
本発明に係る連続鋳造方法は、連続鋳造用タンディッシュの底部に設けた溶鋼の流量調整機構であるスライディングゲートの下流側に配置され、内部に捩り板型旋回羽根を設置した、複数の吐出孔を有する浸漬ノズルを用いる連続鋳造方法であって、該捩り板型旋回羽根の上端の稜線方向を、該スライディングゲートの摺動方向に対し、該捩り板型旋回羽根の捩り旋回方向とは逆向きに５〜１５°の範囲内の角度をもって配置することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る第一の連続鋳造用浸漬ノズルは、連続鋳造用タンディッシュの底部に設けた溶鋼の流量調整機構であるスライディングゲートの下流側に配置され、内部に捩り板型旋回羽根を設置した、複数の吐出孔を有する浸漬ノズルであって、
該捩り板型旋回羽根の上端の稜線方向が、該スライディングゲートの摺動方向に対し、該捩り板型旋回羽根の捩り旋回方向とは逆向きに５〜１５°の範囲内の角度をもって配置されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る第二の連続鋳造用浸漬ノズルは、連続鋳造用タンディッシュの底部に設けた溶鋼の流量調整機構であるスライディングゲートの下流側に配置され、内部に捩り板型旋回羽根を設置した、複数の吐出孔を有する浸漬ノズルであって、
該捩り板型旋回羽根の下端の稜線を通る平面が水平方向となす角度が、２０〜４５°の範囲内で、
該捩り板型旋回羽根の軸方向最長部の長さと最短部の長さの平均値に対する捩り角θ’が６０〜１８０°であることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る第三の連続鋳造用浸漬ノズルは、連続鋳造用タンディッシュの底部に設けた溶鋼の流量調整機構であるスライディングゲートの下流側に配置され、内部に捩り板型旋回羽根を設置した、複数の吐出孔を有する浸漬ノズルであって、
該スライディングゲートと該捩り板型旋回羽根との間に、断面形状が多角形又は円形の棒形状である溶鋼の分散用部材を、その稜線がスライディングゲートの摺動方向と平行になるように配置したことを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る第四の連続鋳造用浸漬ノズルは、連続鋳造用タンディッシュの底部に設けた溶鋼の流量調整機構であるスライディングゲートの下流側に配置され、内部に捩り板型旋回羽根を設置した、複数の吐出孔を有する浸漬ノズルであって、
該捩り板型旋回羽根の上端に、該上端を平板又は楔形状に延長した分流板を、該分流板の稜線がスライディングゲートの摺動方向と平行になるように配置したことを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る第五の連続鋳造用浸漬ノズルは、連続鋳造用タンディッシュの底部に設けた溶鋼の流量調整機構であるスライディングゲートの下流側に配置され、内部に捩り板型旋回羽根を設置した、複数の吐出孔を有する浸漬ノズルであって、
該スライディングゲートが２層式であり、かつ、該スライディングゲートと該捩り板型旋回羽根との間隔が、浸漬ノズル内径の２倍以上であることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、スライディングゲートの下流側に、複数の吐出孔を有する旋回流ノズルを配置した場合の各吐出孔からの溶鋼の吐出状態を、実験及び数値計算による解析等を重ねて検討した結果、各吐出孔からの吐出量が不均等となる原因として、以下の現象を見出した。
【００１７】
すなわち、スライディングゲートと旋回流ノズルを併用する場合には、図８及び図９に示すように、スライディングゲート１の開口部２はノズル内壁３ａ近傍に存在するため、スライディングゲートからノズル内に流入した溶鋼は、図９に示すように、ノズル断面の流路内におけるスライディングゲート開口部２に対応する部分の内壁３ａ近傍を主として流下する。なお、図８はスライディングゲートの開口状況を説明する上方俯瞰図であり、図９は、スライディングゲートによる偏流と旋回羽根の位置関係を説明する模式的縦断面図である。
【００１８】
この場合に、前記特許文献１の記載に従って、捩り板型旋回羽根４の上端部の稜線５方向を図１０に示すようにスライディングゲート１の摺動方向と平行に設置すると、捩り板により分割された流路Ａ及びＢのうち、流路Ａにおいては流動が旋回羽根の入口部７において捩り板にぶつかるのに対し、流路Ｂにおいては旋回羽根の出口部８近傍でぶつかることとなる。特許文献１には、旋回羽根の捩り角を６０〜１８０°としているが、この角度の捩り角では図１１から明らかなように、流路Ｂに流入した溶鋼と捩り板の出口部８近傍との有効な衝突面積が小さく、流路Ｂは流路Ａと比べて溶鋼が流れやすい。そのため、溶鋼は、旋回羽根４の入口において流路Ａと流路Ｂとに均等に分配されず、流路Ｂ側により多くの溶鋼が流入する。なお、図１０はノズル内流路を斜め上方から俯瞰した透視図であり、図１１は、スライディングゲートの開口部を上方から俯瞰した図である。また、図１０の流路内に便宜上付された仮想線２’は、開口部の投影像であり、スライディングゲート面に便宜上付された仮想線５’は稜線５の投影像である。
【００１９】
旋回羽根４の下流においては、流路Ａ及びＢからの流れによる２重の螺旋流が形成されるが、上記の場合は流路によって流入量が相違することを反映して螺旋流が偏芯し、旋回流ノズルの各吐出孔９ａ、９ｂからの吐出量が不均等となる。その結果、鋳型内流動が不均一となり、鋳型内湯面（メニスカス）の流速が不安定となる場合があった。
【００２０】
メニスカス流速の安定性は、鋳片品質の向上に対して重要であり、メニスカス全体が適度で均一な流速であることが望まれる。メニスカス流速は、鋳片品質の向上に対して重要であり、流速が２０ｃｍ／ｓｅｃ以上、６０ｃｍ／ｓｅｃ以下であることが望ましい。流速が２０ｃｍ／ｓｅｃよりも遅いと、溶鋼流の凝固シェル洗浄作用を損ない、凝固シェルへの気泡や非金属介在物の捕捉を助長し、また、流速が６０ｃｍ／ｓｅｃよりも過大であると、湯面に渦が発生してモールドパウダーを巻き込み、いずれも介在物欠陥の増加等の鋳片品質悪化を招くからである。
【００２１】
また、メニスカス流速の均一性の指標として、鋳型中央への向きを正として測定したメニスカスの流速分布の最大値と最小値の差のメニスカス流速分布の平均値に対する割合をメニスカス流速比と定義すると、メニスカス流速比が０．８以下、特に０．４以下である場合に全体に品質良好な鋳片を得ることが可能である。
【００２２】
例として、吐出孔が２孔の場合の矩形鋳型による連続鋳造機における溶鋼流動状態の模式図を図１２（ａ）及び（ｂ）に示す。吐出流は鋳型短辺にぶつかり、一部はそのまま下降流１６となるが、別の一部はメニスカス１１方向への反転流１７となり、鋳型短辺に沿って上昇したのち、メニスカス近傍にて鋳型中央に向かう水平方向の流れを形成する。
【００２３】
溶鋼が、図１２（ａ）に示すように、ノズル３の左右の吐出孔９から均等に吐出される場合には、鋳型短辺１０ａからの反転流及びメニスカス１１近傍での鋳型中央方向への流れも均等で安定したものとなり、良好な品質の鋳片を得ることができる。
【００２４】
これに対し、溶鋼が、図１２（ｂ）に示すように、ノズル３の左右の吐出孔９から不均等に吐出される場合には、強く吐出された側（流れを示す矢印が太い側）では吐出流、反転流、及び、メニスカス近傍での鋳型中央方向への流れが大きな値となり、モールドパウダー１２の巻き込み等を発生する。また、弱く吐出された側（流れを示す矢印が細い側）では、その反転流も弱いものとなり、メニスカス１１近傍での鋳型中央方向への流れも停滞し、凝固シェル１３への気泡や非金属介在物の捕捉を助長する。従って、いずれの側においても、鋳片品質の低下が発生する。なお、ここでいうメニスカス近傍とは、メニスカス表面から、およそ１００ｍｍ程度の深さまでをいう。
【００２５】
なお、メニスカス流速の測定方法としては、カルマン渦流速計等を使用できるが、同一条件での水モデル実験によるプロペラ流速計等での測定値、あるいは数値解析による計算値からメニスカス流速比を算出してもよく、メニスカス数個所にて３０秒間の測定を行ない、その平均値を各個所のメニスカス流速として、メニスカスにおける流速分布を求め、メニスカス流速比の算出を行なうことができる。
【００２６】
本発明者らは、以上に述べた現象が反映される結果、旋回流ノズルの複数の吐出孔からの吐出量が不均等となることを見出した。そこで、本発明者らは、さらに検討を進め、スライディングゲートの下流側に旋回流ノズルを設けた連続鋳造装置において、旋回流ノズルに内蔵される旋回羽根により分割される各流路への溶鋼の流入量を均等化することが可能な手段を新たに見出した。本発明においては、上記知見に基づいて発案された以下の旋回流ノズルを提供する。
【００２７】
図１は、本発明により提供される第一の旋回流ノズルの一例をスライディングゲート越しに上方から俯瞰した図である。また、図２は、第一の旋回流ノズルの一例について、ノズル内流路を斜め上方から俯瞰した透視図である。
【００２８】
本発明により提供される第一の旋回流ノズルは、図１及び図２に示すように、連続鋳造用タンディッシュの底部に設けた溶鋼の流量調整機構であるスライディングゲート１の下流側に配置され、内部に捩り板型旋回羽根を設置した、複数の吐出孔を有する浸漬ノズルであって、該浸漬ノズルの内部には、捩り板型旋回羽根の上端の稜線方向５が、前記スライディングゲートの摺動方向に対し、捩り板型旋回羽根の捩り旋回方向とは逆向きに５〜１５°の範囲内のずらし角度ａをもって配置されたものである。なお、図２の流路内に便宜上付された仮想線２’は、開口部の投影像であり、スライディングゲート面に便宜上付された仮想線５’は稜線５の投影像である。
【００２９】
旋回流ノズルの旋回羽根上端の稜線方向をスライディングゲートの摺動方向に対して平行に位置合わせする場合には、旋回羽根により分割される２つの流路への流入量は大まかに均等になるが、上記した現象を反映するために正確ではなく、複数の吐出孔からの吐出量が不均等になりやすい。
【００３０】
これに対して、本発明の旋回流ノズルは、旋回羽根上端の稜線方向を平行から反旋回方向に数度ずらして設置することにより、反旋回側に対向するスライディングゲート開口部面積を縮小し、旋回側に対向する面積を拡大できるため、旋回羽根両側の二つの流路への流入量が均等化される。これにより、旋回羽根の下流側に存在する複数の吐出孔からの吐出量は均等化し、その結果、溶鋼流動の不均等（メニスカス流速分布の不均等）が是正され、操業の安定性及び鋳片品質の向上効果を得られる。ずらし角度は、溶鋼流量、旋回羽根捩り角度により最適値には多少の変動が見られ、水モデル実験等により吐出流量を確認して調整することが望ましいが、本発明者らの実験によれば、ずらし角度５°〜１５°の範囲とすることで、全体に明らかな改善効果が見られた。
【００３１】
図３（ａ）は、上記第一の旋回流ノズルに内蔵される捩り板型旋回羽根４の一例の正面図であり、図３（ｂ）は、平面図である。但し、図３（ａ）と図３（ｂ）の羽根の捩り角度θは異なる。図４は、本発明の旋回流ノズル３の一例を模式的に示す断面図である。図４においては、２枚のスライド部材１ａ、１ｂからなる２層式スライディングゲート１’の下流側に、ノズル内流路に隙間なく嵌合するように、ノズル内径と等しい外径をもつ捩り板型旋回羽根４が配置される。第一の旋回流ノズルを含む下記各旋回流ノズルに用いる旋回羽根の形状は、外径Ｄが５０〜２５０ｍｍ、捩り部の長さＬが該外径の３０〜２００％、羽根の厚みＴが該外径の５〜３０％、捩り角θが６０〜１８０°であることが好ましい。
【００３２】
ここで、旋回羽根の寸法を上記の如く規定することが好ましい理由は、次の通りである。
【００３３】
（１）羽根の外径
旋回羽根の外径が５０ｍｍ未満であると、この旋回羽根によって、所定の旋回流を付与するためには、溶鋼流路が狭すぎ、浸漬ノズルが閉塞しやすくなり操業性が悪化する。一方、この外径が２５０ｍｍを超えると、浸漬ノズル本体が巨大化して、ハンドリングが困難になる。
【００３４】
（２）羽根の捩り部の長さ
羽根の外径の３０％未満で必要な捩り角度を与えると、急峻な回転を与えることになり、流動抵抗が増し、必要な溶鋼流速が得られず、生産性を低下させる。一方、羽根の外径の２００％を超えると、羽根の捩りの回転ピッチが緩すぎ、旋回流に十分な旋回速度を与えることができない。
【００３５】
（３）羽根の厚み
羽根の外径の厚みが５％未満では、構造体としての強度が不足し鋳込み中に破損する恐れがある。一方、羽根の外径の３０％を超えると、強度上不要な厚みであり、いたずらに流動抵抗を増し、浸漬ノズルが閉塞しやすくなる。
【００３６】
（４）羽根の捩り角θ
捩り角θが６０°未満であると、浸漬ノズル内流路横断面に占める旋回羽根の占有面積が小さくなり、均等な旋回流が得られなくなる。一方、捩り角が１８０°を超えても、特に効果は増強せず、流動抵抗を増加させ、浸漬ノズルが閉塞しやすくなる。
【００３７】
図５は、第二の旋回流ノズルに用いられる捩り板型旋回羽根の一例の正面図である。本発明により提供される第二の旋回流ノズルは、スライディングゲート１の下流側に配置され、内部に捩り板型旋回羽根を設置した、複数の吐出孔を有する旋回流ノズルであって、該捩り板型旋回羽根４’は、その上端の稜線５は水平であり、その下端の稜線６を通る平面が水平方向となす角度が、２０〜４５°の範囲内であり、軸方向最長部の長さと最短部の長さの平均値に対する捩り角θ’が６０〜１８０°である形状をもつものである。
【００３８】
捩り板型旋回羽根の下端を、水平面に対して角度を持つ形状に延長することで、旋回流形成を促進し、その結果、吐出溶鋼流動の均一化を行うことができる。これは、スライディングゲートによる偏流に対し、流路Ａへの溶鋼が旋回羽根に衝突し羽根に沿って流下する距離と、流路Ｂへの溶鋼が羽根に沿って流下する距離の差を小さくすることができることから、流路Ａと流路Ｂによる旋回流が同様の強さである均一な旋回流を得ることができるためである。下端を延長する長さΔＬは、旋回羽根長の３０〜５０％であることが望ましい。
【００３９】
第二の旋回流ノズルに用いられる捩り板型旋回羽根は、第一の旋回流ノズルと旋回羽根と同様に、その上端の稜線方向を、スライディングゲートの摺動方向に対し、旋回羽根の捩り旋回方向とは逆向きに５〜１５°の範囲内の角度をもって配置することが好ましい。その場合には、その上端の稜線５は水平であり、その下端の稜線４が上端側稜線のスライディングゲート開口部近傍側の隅点Ｐ１に対して対角位置の隅点Ｑ１から反対側の隅点Ｑ２に向けて、水平方向に対し上向きの角をなすようにすることが特に好ましい。
【００４０】
図６は、第三の旋回流ノズルの一例について、ノズル内流路を斜め上方から俯瞰した透視図である。本発明により提供される第三の旋回流ノズルは、スライディングゲート１の下流側に配置され、内部に捩り板型旋回羽根を設置した、複数の吐出孔を有する旋回流ノズルであって、スライディングゲート１と捩り板型旋回羽根４との間には、断面形状が多角形又は円形の棒形状である溶鋼の分散用部材１４を、その稜線がスライディングゲートの摺動方向と平行になるように配置したものである。なお図６において、スライディングゲート面に便宜上付された仮想線５’は稜線５の投影像である。
【００４１】
スライディングゲートと旋回羽根の間に、スライディングゲートによる偏流を分散させる部材を設置することにより、旋回羽根への流入溶鋼分布をより均一とすることが可能であり、この結果、吐出溶鋼流動の均一化を行うことができる。分散用部材の形状は、径１０ｍｍ以上で長さがノズル内径に等しく、断面が多角形または円形（楕円を含む）の棒でよく、設置位置は、スライディングゲートとの間隔がノズル内径の５０％から２００％であることが望ましい。通常、分散用部材は、スライディングゲートの幅方向（摺動方向に対して直角をなす水平方向）の中央に一本のみ設けるが、水平に２本以上を配置しても良い。
【００４２】
図７は、第四の旋回流ノズルに用いられる捩り板型旋回羽根の一例の正面図である。本発明により提供される第四の旋回流ノズルは、スライディングゲート１の下流側に配置され、内部に捩り板型旋回羽根を設置した、複数の吐出孔を有する旋回流ノズルであって、捩り板型旋回羽根４の上端を、旋回羽根の長手方向と平行に平板状又は楔形状に延長した、溶鋼を分流するための分流板１５を、該分流板の稜線がスライディングゲートの摺動方向と平行になるように配置したものである。なお、図７において旋回羽根の周囲に便宜上描かれた仮想線は、ノズル内流路を示す。
【００４３】
旋回羽根上端を平板あるいは楔形状に延長して分流板とし、旋回羽根の上流側でスライディングゲートからの溶鋼を分流させることにより、旋回羽根部の各流路への溶鋼流入量を均等化することが可能であり、この結果、吐出溶鋼流動の均一化を行うことができる。分流板の高さは、旋回羽根長の５０％から１５０％
とすることが望ましい。分流板の幅は、旋回羽根上端の長さと同じであることが望ましい。
【００４４】
本発明に係る第五の旋回流ノズルは、前記図４に示すように、スライディングゲートの下流側に配置され、内部に捩り板型旋回羽根を設置した、複数の吐出孔を有する旋回流ノズルであって、該スライディングゲートが２層式スライディングゲート１’であり、かつ、該スライディングゲートと該捩り板型旋回羽根４との間隔が、浸漬ノズル内径の２倍以上としたものである。
【００４５】
第五の旋回流ノズルは、２層式スライディングゲート１’からの偏流は斜めにノズル３内に流入し、旋回羽根４に到達する前にノズル内壁３ａに衝突し、溶鋼流動が分散するため、旋回羽根への流入が均一に流入するので、吐出溶鋼流動を均一化し、旋回羽根により分割された２つの流路への流入量を均等にすることができる。
【００４６】
スライディングゲートと旋回羽根の間隔はノズル内径の２倍以上とする。２倍未満では効果が小さい。また、その間隔の上限は５倍が望ましい。５倍を超えると浸漬ノズルが長くなりすぎて実用的でない。
【００４７】
上記旋回流ノズルにおいて採用される各手段を２つ以上組み合わせることにより、旋回流ノズルの複数の吐出孔からの吐出量をより均等にすることが可能となる。例えば、第一の発明において、第二の発明の上端と下端を斜めに切り欠いた旋回羽根を用いたり、第三の発明の溶鋼分散用部材を用いることができる。或いは、第一の発明において、第五の発明で用いる２層式スライディングゲートを用いても良い。
【００４８】
【実施例】
以下、本発明の効果を確認するために行った、実験結果に基づいて説明する。
【００４９】
低炭素鋼鋳片（厚２５０ｍｍ、幅１６００ｍｍ）の連続鋳造実験を、鋳造速度１．８ｍ／ｍｉｎにて行い、併せて、メニスカス流速及び清浄度指数を評価した。試験条件及び結果を表１に示す。
【００５０】
メニスカス流速の指標となるメニスカス流速比は、数値解析結果におけるメニスカス流速の最大値と最小値の差を、メニスカス流速平均値に対する割合で示した。
【００５１】
鋳片の品質の指標となる清浄度指数は、数値解析と同一条件にて連続鋳造を行った鋳片に対し、幅端面から幅方向に４００ｍｍの位置において、１０ｍｍ四方の中に含まれる大きさが５０μｍ以上の介在物の個数を光学顕微鏡により厚み方向に１０ｍｍピッチで計測し評価し、実施例１の場合を１とし、相対比較した。
【００５２】
実施例１、２及び３は、スライディングゲートの摺動方向を起点として旋回方向に対し、それぞれ、−８°、−５°、−１５°ずらして旋回羽根を設置したノズルを使用したものである。角度のマイナスは捩り旋回方向と逆向きを意味する。実施例１におけるメニスカス流速比が最も良く、実施例２、実施例３においても良好な結果が得られた。
【００５３】
実施例４は、スライディングゲートの１０ｃｍ下流位置に、摺動方向と平行に直径１５ｍｍの丸棒をノズル直径方向に配置したノズルを適用したものであり、良好な結果が得られた。
【００５４】
実施例５は、旋回羽根上端に長さ１００ｍｍの楔形状分流板を配置した例であり、良好な結果が得られた。
【００５５】
実施例６は、２層式スライディングゲートの下流側に旋回羽根を有するノズルを配置し、スライディングゲートと旋回羽根との間隔を３００ｍｍとした例であり、良好な結果が得られた。
【００５６】
実施例７は、旋回羽根の下端側稜線と水平方向とのなす角度が３５°となるように切り欠いた、前記図５に示す形状の旋回羽根を有するノズルを、上端の稜線方向が、スライディングゲートの摺動方向と平行に配置した例であり、良好な結果が得られた。
【００５７】
これに対し、比較例１、２及び３は、スライディングゲートの摺動方向を起点として旋回方向に対し、夫々、平行（０°）、＋５°、−２０°ずらして旋回羽根を設置したノズルを使用したものである。いずれも、許容範囲内のメニスカス流速比、清浄度が得られたが、本発明例の方が、より改善されていた。
【００５８】
比較例４は、旋回羽根を用いない従来形状のノズルを使用した例である。この場合、本発明例はもとより、旋回羽根を使用した比較例１〜３と比べても、非常に劣っていた。
【００５９】
【表１】
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【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、スライディングゲートの下流側に、多孔型の旋回流ノズルを配置する際に、各吐出孔から吐出される溶鋼量が強制的により均等に分配されるので、鋳型内に不均等な流動が生じにくく、鋳型内流動の左右不均等に起因する欠陥の発生を抑制し、鋳片品質を向上する効果が期待できる。
【００６１】
本発明の多孔型の旋回流ノズル及びこれを用いる連続鋳造方法は、特にスラブ連鋳に好適であり、表面疵や内部欠陥の少ないスラブ鋳片を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の旋回流ノズルの一例をスライディングゲート越しに上方から俯瞰した図である。
【図２】本発明の旋回流ノズルの一例について、ノズル内流路を斜め上方から俯瞰した透視図である。
【図３】本発明の旋回流ノズルに内蔵される捩り板型旋回羽根の一例の正面図および平面図である。
【図４】本発明の旋回流ノズルの一例を模式的に示す縦断面図である。
【図５】下端を斜めに切り欠いた捩り板型旋回羽根の正面図である。
【図６】分散用部材を装着した旋回流ノズルの一例について、ノズル内流路を斜め上方から俯瞰した透視図である。
【図７】分流板を設けた旋回羽根の一例を示す正面図である。
【図８】スライディングゲートの開口状況を説明する上方俯瞰図である。
【図９】スライディングゲートによる偏流と旋回羽根の位置関係を説明する模式的縦断面図である。
【図１０】ノズル内流路を斜め上方から俯瞰した透視図である。
【図１１】スライディングゲートの開口部を上方から俯瞰した図である。
【図１２】吐出孔が２孔の場合の溶鋼流動状態の模式図である。図１２（ａ）は左右の吐出量が均等の状態を示し、図１２（ｂ）は左右の吐出量が不均等の状態を示す。
【符号の説明】
１…スライディングゲート
２…開口部
３…浸漬ノズル（旋回流ノズル）
４…捩り板型旋回羽根
５…上端部の稜線
６…下端部の稜線
７…旋回羽根の入口部
８…旋回羽根の出口部
９…吐出孔
１０…鋳型
１１…メニスカス
１２…モールドパウダー
１３…凝固シェル
１４…溶鋼分散用部材
１５…分流板
１６…下降流
１７…反転流
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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