(57)【要約】【課題】タンディッシュに注入された溶融金属流の減衰を、その流れの方向毎に適正に制御し、タンディッシュ内の溶融金属流動を最適状態とすることにより、タンディッシュ内溶融金属の短絡流れおよび高速な流れの抑制を実現し、非金属介在物等の浮上分離を促進することを可能とする、タンディッシュ内溶融金属の流動制御堰について、提案する。【解決手段】溶融金属流に相対してタンディッシュの底部から上方へ伸びる壁と、該壁の上端部から溶融金属流へ向かって延びる庇状部とから構成する。【選択図】　　　　図１
2004098066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
取鍋から連続鋳造用タンディッシュに注入される溶融金属流がタンディッシュ底部に衝突する部分に設置される、タンディッシュ内溶融金属の流動制御堰であって、
溶融金属流に相対してタンディッシュの底部から上方へ伸びる壁と、該壁の上端部から溶融金属流へ向かって延びる庇状部とを有することを特徴とするタンディシュ内溶融金属の流動制御堰。
【請求項２】
堰の壁の高さｈおよび庇状部の幅ｄが、下記式を満足する関係を有することを特徴とする請求項１記載のタンディッシュ内溶融金属の流動制御堰。
記
０．１　≦ｄ／ｈ≦１．０
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、溶融金属の連続鋳造において、特に清浄度の高い連続鋳造鋳片を得るために使用される、タンディッシュ内溶融金属の流動制御堰に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
溶融金属、例えば溶鋼を連続鋳造するに際して、清浄度の高い鋳片を得るためには、タンディッシュに注入された溶鋼が最も短い距離を経て鋳型へ至る、いわゆる「短絡（ショートサーキット）流れ」を抑制することが、重要と考えられている。これは、注入された溶鋼中に存在する非金属介在物等の不純物が、タンディッシュ内で浮上分離することなく、直接鋳型へと流れ込むのを、防止するためである。
【０００３】
この課題に対しては、タンディッシュの底部に、短絡流れを阻害する障害物、、いわゆる下堰を設置することが、一般的に行われれている。この下堰によって、溶鋼鍋から注入された溶鋼をタンディッシュ内の上部に誘導することができ、短絡流れを防止するとともに、湯面における溶鋼中の非金属介在物等の浮上分離を促進することが可能となる。
【０００４】
また、清浄度の高い鋳片を得るためには、上記短絡流れの抑制とは別に、タンディッシュ内の溶鋼の「高速な流れ」を抑制することも重要である。すなわち、高速な流れがあると、タンディッシュ内へ注入された溶鋼が鋳型へ流入するまでの時間が十分に得られないため、溶鋼中に存在する非金属介在物等の不純物が浮上分離する時間が不足することになり、十分な不純物除去がなされないまま、鋳型内へ溶鋼が流入してしまう。さらに、高速な流れがスラグおよびメタル間の乱れを生じさせ、スラグの溶鋼中への巻込みを助長することもある。従って、この溶鋼の高速な流れを抑制することも重要である。
【０００５】
ここで、溶鋼の高速な流れの抑制に対しては、上記のタンディッシュ底部に設置する下堰は十分な効果があるとは言えなかった。なぜなら、溶鋼鍋から注入された溶鋼をタンディッシュ内の上部に誘導することにより、高速な流れをスラグおよびメタル界面に生じさせ、ひいてはタンディッシュ内全体に高速な循環流を生じさせる結果となるからである。
【０００６】
以上のように、従来は、タンディッシュ内の短絡流れおよび高速な流れの抑制に関しては、十分に達成しているとは言いがたく、溶鋼中の非金属介在物等の不純物分離が不十分であった。
【０００７】
これに対して、特許文献１には、タンディッシュ内で溶融金属の乱流を抑制する設計がなされた、タンディッシュ内で用いる衝突パッドが開示されている。この衝突パッドは、衝突面を備えたベースと、該ベースから上方に延び且つ溶融金属の流れを受け入れるための上側開口部を備えた、内部空間を囲む外側側壁部とを有し、該外側側壁部が開口部に向かって内方かつ上方に延びる、少なくとも第一部分を備えた環状の内面を含むパッドにおいて、外側側壁部が無端であり、内部空間を完全に囲むことを特徴とするものである。
【０００８】
この衝突パッドが所期するところは、タンディッシュに注入される溶融金属の流れを流入流れに戻るように向け直して、対抗した流れを互いに減速させ、それによりタンディッシュ内の乱流を最小限にし、高速の流れを抑制することにある。
【０００９】
しかしながら、上記の公報に開示されたタンディッシュ内用の衝突パッドは、外側側壁部が無端であるために、溶鋼鍋からの注入流の減衰が一様になされてしまい、タンディッシュの長手方向、つまり一般に鋳型への流出口がある方向と、長手と直交する方向、つまり一般に鋳型への流出口がある方向と直交する方向との減衰が、常に同じ程度になってしまう。これではタンディッシュ内の溶鋼流動を十分に制御できているとは言いがたく、一般に長方形状であるタンディッシュ形状にしたがった最適な流動状態に制御することは難しい。すなわち、タンディッシュ内の短絡流れおよび高速な流れの抑制は、十分に行なわれないのである。
【００１０】
また、外側側壁部が無端であって内部空間が閉ざされているため、タンディッシュ内への溶融金属の供給が終了または一旦停止された際、該内部空間内に溶融金属が残され、この残った溶融金属は、そのまま凝固してしまうため、衝突パッドを回収しなくてはならなくなる。その結果、衝突パッドは使い捨てとなる可能性が高い。
【００１１】
【特許文献１】
特許第２８３６９６６号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明は、上記の問題を有利に解決するもので、タンディッシュに注入された溶融金属流の減衰を、その流れの方向毎に適正に制御し、タンディッシュ内の溶融金属流動を最適状態とすることにより、タンディッシュ内溶融金属の短絡流れおよび高速な流れの抑制を実現し、非金属介在物等の浮上分離を促進することを可能とする、タンディッシュ内溶融金属の流動制御堰について、提案することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明は、取鍋から連続鋳造用タンディッシュに注入される溶融金属流がタンディッシュ底部に衝突する部分に設置される、タンディッシュ内溶融金属の流動制御堰であって、
溶融金属流に相対してタンディッシュの底部から上方へ伸びる壁と、該壁の上端部から溶融金属流へ向かって延びる庇状部とを有することを特徴とするタンディシュ内溶融金属の流動制御堰である。
【００１４】
ここで、堰の壁の高さｈおよび庇状部の幅ｄが、下記式を満足する関係を有することが好ましい。
記
０．１　≦ｄ／ｈ≦１．０
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の流動制御堰を、図面に従い具体的に説明する。図１に、この発明に従う流動制御堰（以下、単に堰という）をタンディッシュ内に配置した例を示し、また図２に、同様の位置に、特許文献１に記載の衝突堰を配置した例を示す。
【００１６】
まず、図１および２において、番号１は溶鋼鍋、２はタンディッシュ、２ａはタンディッシュノズル、３はタンディッシュ内の溶鋼、４はタンディッシュ内溶鋼の湯面、５は連鋳鋳型である。図１は、このタンディッシュ２の底面の、溶鋼鍋１からの溶鋼３を導く供給ノズル１ａの直下と、タンディッシュノズル２ａとの間に、この発明の堰６を配置し、供給ノズル１ａからの溶鋼の注入流７を、堰６により流れ８ａ，８ｂ，９ａおよび９ｂに変換した状態を示す。すなわち、８ａおよび８ｂはタンディッシュ長辺に沿う方向の流れを、９ａ及び９ｂはタンディッシュ短辺に沿う方向の流れを、それぞれ示す。
【００１７】
ここで、堰６は、図３に示すように、溶鋼流の衝突部を取り囲んでタンディッシュ２の底部から上方へ伸びる壁６０と、該壁６０の注入流７へ向かって延びる庇状部６１とを有するものである。
【００１８】
さて、溶鋼鍋１からの注入流７は、タンディッシュ２の底部に衝突した後、底部に沿った流れに変わる。この溶鋼流れは、堰６の壁６０内側に衝突し、さらに壁６０上端からタンディッシュ２底部と平行に壁６０の溶鋼流へ延びる庇状部６１により、溶鋼鍋１からの注入流７に干渉する方向に誘導される。この注入流７との干渉により、堰６により誘導された溶鋼流れは、当初の勢いを減衰された流れ８ａとなる。
【００１９】
一方、図２には、図１と同様の位置に、特許文献１に記載の衝突パッド１０を配置し、供給ノズル１ａからの溶鋼の注入流７を、衝突パッド堰１０により流れ１１ａ，１１ｂ，１２ａおよび１２ｂに変換した状態を示した。この流れ１１ａおよび１１ｂはタンディッシュ長手に沿う方向の流れ、流れ１２ａおよび１２ｂはタンディッシュ長手方向と直交する方向の流れである。
この場合も、図１に示した、この発明の場合と同様に、溶鋼鍋１からの注入流７は、衝突パッド１０の底部に衝突した後、底部に沿った流れに変わり、次いで衝突パッド１０の側壁に衝突し、さらに側壁上端の庇状の突出部分により、溶鋼鍋１からの注入流７に干渉する方向に誘導される結果、溶鋼流れは、当初の勢いを減衰された流れ１１ａ，１１ｂ，１２ａおよび１２ｂとなる。
【００２０】
ところが、この従来の衝突パッド１０においては、流れ１１ａ，１１ｂ，１２ａおよび１２ｂは同等の減衰を受けるため、本来問題になっていない流れ１１ｂ，１２ａおよび１２ｂまで、不必要な減衰をうける。そのため、本来重要であるタンディッシュノズル２ａに向かう流れ１１ａ　の減衰が不十分になっていたのである。
【００２１】
これに対し、この発明の堰６では、そのタンディッシュノズル２ａに向かう以外の方向に対向する側に庇状部を設けないことにより、タンディッシュノズル２ａに向かう以外の流れ８ｂ，９ａ　および９ｂが必要以上の減衰を受けることを防止した。その結果、本来問題ではないタンディッシュノズル２ａに向かう以外の流れ８ｂ，９ａ　および９ｂにおける減衰が抑制されることになり、問題であったタンディッシュノズル２ａに向かう流れ８ａが十分な減衰をうけることになり、溶鋼注入流７から最終的に鋳型５へとつながる溶鋼流れが十分に減衰されるのである。さらに、タンディッシュノズル２ａに向かう以外の流れ８ｂ，９ａ　および９ｂは、タンディッシュ内壁に沿った上昇流となり、溶鋼を湯面４に導いて不純物の浮上分離を促進するのに寄与する。
【００２２】
このように、この発明の堰を用いることにより、短絡流れおよび高速な流れが抑制され、清浄度の高い鋳片を得るためのタンディッシュ内溶鋼流動を得ることが可能となる。
【００２３】
ここで、堰６の高さｈおよび庇状部６１の幅ｄは、図３に示すように、堰の上流側壁形状を基準とする、以下の式を満足する関係とすることが好適である。
０．１　≦ｄ／ｈ≦１．０
【００２４】
すなわち、ｄ／ｈが０．１　未満の場合は庇状部６１を設けた効果が殆どなく、タンディッシュノズル２ａに向かう流れ１０の減衰効果に劣るものとなる、おそれがある。一方、ｄ／ｈが＞１．０　では、タンディッシュ底面に沿った流れが、堰６の上流側壁および庇状部によるスペースに十分に入り込まず、流れの淀み部が発生してしまい、庇状部が十分に活用された状態にならないため、好ましくない。
【００２５】
さらに、図３に示す、堰の底面から庇状部までの高さｈは、３０ｍｍ以上とすることが好ましい。なぜなら、３０ｍｍ未満の場合、タンディッシュ２の底面に沿った流れが、堰６の上流側壁および庇状部６１によって、注入流７へ誘導されるための十分なスペースが確保できず、誘導された流れと注入流７との干渉による減衰効果が得られないからである。
【００２６】
また、図４に示すように、堰６の壁６０から庇状部６１の内側を曲面で連続させることも可能である。この際、付与する曲面としては、庇状部６１の幅ｄに相当する曲率半径に従う曲面とすることが、堰６の制作面および耐久性の観点から有利である。
【００２７】
以上、この発明の堰６について、１ストランドタイプのタンディッシュへの適用を例示したが、例えば図５に示すように、２ストランドタイプのタンディッシュへ適用することも可能である。その際の堰６の作用効果は、上述の通りである。
【００２８】
【実施例】
図１に示した堰６を用い、次の条件で連続鋳造鋳片を製造した。
＜基本条件＞
・タンディッシュ容量：２０ｔｏｎ
・ストランド数：１ストランド
・溶鋼注入速度：２．２ｔｏｎ／ｍｉｎ
・タンディッシュ形状：底部幅０．８　ｍ、溶鋼深さ１．０　ｍ
＜この発明の実施条件＞
ｄ：８０ｍｍ
ｈ：２００　ｍｍ
ｄ／ｈ＝０．４
【００２９】
また、従来技術に従う比較例１として、図２に示したパッドを用い、上記した基本条件で連続鋳造鋳片を製造した。
さらに、好適条件を外れた比較例２として、図６に示した堰を用い、上記した基本条件で連続鋳造鋳片を製造した。すなわち、図６に示す堰１３は、庇状部を持たないものである。
【００３０】
ここで、図６における符号１４ａ　は、タンディッシュノズル２ａに向かう流れであり、同様に符号１４ｂ，１５ａ　及び１５ｂ　はその他の流れである。
＜比較例２の実施条件＞
なお、比較例２で用いた堰の諸元は次のとおりである。
ｄ：０ｍｍ
ｈ′：３００　ｍｍ
ｄ／ｈ′＝０
【００３１】
発明例および比較例１，２に従い得られた連続鋳造鋳片を熱間圧延および冷間圧延して冷延コイルとし、介在物に起因した冷延コイルでの欠陥の発生率について調べた結果を図７に示す。
なお、ここに欠陥の発生率は冷延コイルの全長に対する介在物起因の欠陥の総長さを％で表示したものである。
同図に示したとおり、比較例１に比べて、この発明例では介在物に起因した製品欠陥を大幅に低減することができた。
また、比較例２においては、発明例に比べて、大幅に介在物に起因した製品欠陥が増加しており、この発明の範囲が適切であることを示している。
【００３２】
【発明の効果】
かくして、この発明によれば、タンディッシュ内における、短絡流れおよび高速な流れが抑制され、介在物に起因した製品欠陥を大幅に低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に従うタンディッシュ堰の好適例を示す図である。
【図２】従来の衝突堰を示す図である。
【図３】この発明に従うタンディッシュ堰を示す図である。
【図４】この発明に従うタンディッシュ堰を示す図である。
【図５】この発明に従うタンディッシュ堰を示す図である。
【図６】タンディッシュ堰の比較例を示す図である。
【図７】各堰を用いて連続鋳造を行った際の連続鋳造鋳片の欠陥生率を比較して示す図である。
【符号の説明】
１　溶鋼鍋
２　タンデイッシュ
２ａ　タンデイッシュノズル
３　タンデイッシュ内溶鋼
４　タンデイッシュ内溶鋼の湯面
５　鋳型
６　堰
７　溶鋼鍋からの注入流
８ａ　溶鋼の流れ
８ｂ　溶鋼の流れ
９ａ　溶鋼の流れ
９ｂ　溶鋼の流れ
１０　衝突パッド
１１ａ　溶鋼の流れ
１１ｂ　溶鋼の流れ
１２ａ　溶鋼の流れ
１２ｂ　溶鋼の流れ
１３　堰
１４ａ　溶鋼の流れ
１４ｂ　溶鋼の流れ
１５ａ　溶鋼の流れ
１５ｂ　溶鋼の流れ
【図１】
2004098066.tif 000003
【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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