(57)【要約】      （修正有）【課題】  連続鋳造のモールド中の溶鋼に浸漬される浸漬ノズルの内壁面にＡｌ2Ｏ3を主体とした酸化物の付着を防止してノズル閉塞を防止した浸漬ノズルの提供。【解決手段】  浸漬ノズル１の流下部内壁面３、分岐部内壁面４および吐出口内壁面５の浸漬ノズル１の内壁面全体の耐火物の表面に微小ディンプルを設けた。浸漬ノズル１の流下部内壁面３の最下部から分岐部内壁面４、吐出口部内壁面５にかけての介在物の付着および堆積も低減することができ、浸漬ノズル１のノズル閉塞防止の効果が発揮される。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼の連続鋳造装置におけるタンディッシュからモールドへ溶鋼を注入する浸漬ノズルにおいて、浸漬ノズルの流下部内壁面の耐火物からなる表面にのみ微小ディンプルを設けたことを特徴とする浸漬ノズル。
【請求項２】
鋼の連続鋳造装置におけるタンディッシュからモールドへ溶鋼を注入する浸漬ノズルにおいて、浸漬ノズルの内壁面の全体に微小ディンプルを設けたことを特徴とする浸漬ノズル。
【請求項３】
浸漬ノズルの内壁面に設けた微小ディンプルは直径が０．００８ｍｍ〜０．０１ｍｍで、深さが直径以上の０．０１ｍｍ〜０．０１２ｍｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の浸漬ノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は鋼の連続鋳造においてタンディッシュからモールドへ溶鋼を注入する浸漬ノズルに関し、特に浸漬ノズル内を流下する溶鋼と浸漬ノズル本体の耐火物との接触を減らして浸漬ノズルの内壁面への酸化物の付着を低減し、浸漬ノズルの閉塞を防止した浸漬ノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼を連続鋳造する場合、タンディッシュからモールドへ溶鋼を注入する浸漬ノズルの内壁面にＡｌ2Ｏ3を主体とした酸化物が付着し、浸漬ノズルの閉塞が発生する。
【０００３】
この浸漬ノズルの閉塞は、連続鋳造における多連鋳を阻害する他に、浸漬ノズル内の溶鋼流に偏りを生じる。このために浸漬ノズルの複数個の吐出口から吐出する吐出流に偏流を生じ、その結果、浸漬ノズルの閉塞は連続鋳造された鋳片に表面欠陥を生じる原因になり、品質にも有害である。
【０００４】
浸漬ノズルの内壁面へのＡｌ2Ｏ3を主体とした酸化物の付着およびその結果の浸漬ノズルの閉塞は、以下のメカニズムで発生する。浸漬ノズル本体の耐火物中のＳｉＯ2を酸素源として溶鋼中のＡｌが酸化して浸漬ノズルの内壁面にＡｌ2Ｏ3が発生して付着する。さらにその他に、浸漬ノズル本体の耐火物中のＳｉＯ2と耐火物中あるいは溶鋼中のＣが反応してＳｉＯおよびＣＯが発生する。この発生したＳｉＯおよびＣＯを酸素源として、さらに溶鋼中のＡｌが酸化して浸漬ノズルの内壁面にＡｌ2Ｏ3が発生して付着する。このようになると、溶鋼中に含有されているＡｌ2Ｏ3系介在物は、同種の酸化物である浸漬ノズルの内壁面に発生したＡｌ2Ｏ3上に付着し易いため、浸漬ノズル内面にＡｌ2Ｏ3系介在物の付着および堆積が一層に進行し、浸漬ノズルのノズル閉塞を発生する。
【０００５】
そこで、Ａｌ2Ｏ3を生成するための酸素源となる浸漬ノズルの内壁の耐火物の組成のＺｒＯ2−ＭｇＯ−Ｃの中に含有されるＳｉＯ2成分を１質量％以下に制限した耐火物からなる浸漬ノズルが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。さらに、浸漬ノズルのノズル内壁の耐火物の組成のＺｒＯ2−ＣａＯ、ＺｒＳｉＯ4、Ａｌ2Ｏ3−ＺｒＯ2、ＭｇＯ−ＺｒＯ2の中のＳｉＯ2成分およびＣ成分を１質量％未満に制限した浸漬ノズルが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
しかしながら、耐火物中にＳｉＯ2は不可避的に存在し、溶鋼中にＣが存在しているため、浸漬ノズルの内壁面にＡｌ2Ｏ3が生成するのを完全に防止することはできない。
【０００７】
【特許文献１】特開昭６３−２０３２５８号公報
【特許文献２】特開平８−２８１４１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、鋼の連続鋳造においてモールド中の溶鋼に浸漬される浸漬ノズルの内壁面にＡｌ2Ｏ3を主体とした酸化物が付着することを防止することで、浸漬ノズルのノズル閉塞を防止した浸漬ノズルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するための本発明の手段は、浸漬ノズル１のノズル内壁面の耐火物９の表面に微小ディンプル１１を設けることによって、溶鋼１０と耐火物１１の接触を減らす構造とした浸漬ノズル１である。
【００１０】
ところで、溶鋼１０の液滴８は耐火物９と濡れ性が悪い。したがって、溶鋼１０の液滴８は、図１の模式図に示すような濡れ方で耐火物９に濡れる。そのため溶鋼１０の液滴８は表面張力によって耐火物９の表面の微小ディンプル１１の中にまで浸入できず、図２の模式図に示すように、液的１０は耐火物９の表面から空隙１２を空けて離れた状態で保持される。このため、耐火物９の表面に微小ディンプル１１を設けると、その分だけ溶鋼１０と耐火物９の接触面積が減少することとなる。このように溶鋼１０と耐火物９の接触面積が減少することによって、耐火物９中のＳｉＯ2と溶鋼１０中のＡｌの反応が減少する。このことにより浸漬ノズル１の内壁面上へのＡｌ2Ｏ3の発生および付着を低減することができる。さらに浸漬ノズル１の内壁面に発生して付着するＡｌ2Ｏ3の面積が減少することで、溶鋼中のＡｌ2Ｏ3系介在物の付着も減少する。
【００１１】
なお、本発明における微小ディンプル１１は、直径が０．００８ｍｍ〜０．０１ｍｍで、深さが直径以上の０．０１ｍｍ〜０．０１２ｍｍである。この微小ディンプル１１は直径より大きくても、溶鋼１０が耐火物９の表面から離れた状態で保持される場合もあるが、安全を見て微小ディンプル１１の直径を０．０１ｍｍ以下とした。一方、直径が小さくなり過ぎると、溶鋼中のＡｌ2Ｏ3系介在物の大きさに近づき、Ａｌ2Ｏ3系介在物の付着低減効果が薄れる。以上の理由から本発明では、微小ディンプル１１の直径を０．００８ｍｍ〜０．０１ｍｍとした。さらに微小ディンプル１１の深さは、直径以上の深さがあれば、微小ディンプル１１の底に溶鋼１０が接触することはない。しかし、直径が微小で深い微小ディンプル１１を作製するのは困難であるため、微小ディンプル１１の深さを０．０１ｍｍ〜０．０１２ｍｍとする。
【００１２】
請求項１の手段では、浸漬ノズル１の流下部内壁面３の耐火物９の表面のみに微小ディンプル１１を設けた浸漬ノズル１は、介在物の付着および堆積が特に多い浸漬ノズル１の流下部内壁面３における介在物の付着および堆積を低減し、重度のノズル閉塞を防止することができる。
【００１３】
請求項２の手段では、浸漬ノズル１の流下部内壁面３、分岐部内壁面４および吐出口内壁面５の浸漬ノズル１の内壁面全体の耐火物９の表面に微小ディンプル１１を設けた浸漬ノズル１は、請求項１の浸漬ノズル１の流下部内壁面３の耐火物９の表面のみに微小ディンプルを設けた浸漬ノズル１に比して、浸漬ノズル１の全ての内壁面の耐火物９に対する微小ディンプル１１の加工が必要になるものの、浸漬ノズル１の流下部内壁面３の最下部から分岐部内壁面４、吐出口部内壁面５にかけての介在物の付着および堆積も低減することができ、請求項１の手段の浸漬ノズル１の流下部内壁面３の耐火物９の表面のみに微小ディンプル１１を設けた浸漬ノズル１よりさらに浸漬ノズル１のノズル閉塞防止の効果が発揮される。
【００１４】
請求項３の手段では、上記の耐火物９の表面に形成の微小ディンプル１１は、直径が０．００８ｍｍ〜０．０１ｍｍで、深さが直径以上の０．０１ｍｍ〜０．０１２ｍｍであり、溶鋼１０と耐火物９の接触面積が減少することによって、耐火物９中のＳｉＯ2と溶鋼１０中のＡｌの反応を減少することで、ノズル内壁面への介在物の付着および堆積を低減し、重度のノズル閉塞を防止する。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る発明は、浸漬ノズルの流下部内壁面の耐火物の表面に微小ディンプルを設けたことで、特に介在物の付着および堆積が多い浸漬ノズルの流下部内壁面の溶鋼と耐火物の接触面積が減少する結果、耐火物中のＳｉＯ2と溶鋼中のＡｌの反応が抑制されて浸漬ノズルの流下部内壁面のＡｌ2Ｏ3の発生および付着が低減し、かつ、浸漬ノズルの流下部内壁面に発生して付着するＡｌ2Ｏ3の面積が減少することで、溶鋼中のＡｌ2Ｏ3系介在物の付着も減少し、その結果重度のノズル閉塞が低減するなど、本願の請求項１に係る発明は従来にない優れた効果を奏する。
【００１６】
請求項２に係る発明は、浸漬ノズルの内壁面の全体、すなわち流下部内壁面と分岐部内壁面と吐出部内壁面の全ての耐火物の表面に微小ディンプルを設けたことで、流下部内壁面のみならず分岐部内壁面および吐出口部内壁面のＡｌ2Ｏ3の発生および付着も低減し、請求項１の浸漬ノズル流下部内壁面の耐火物の表面のみに微小ディンプルを設けた浸漬ノズル以上に浸漬ノズル閉塞が低減するなど、従来にない優れた効果を奏するものである。
【００１７】
請求項３に係る発明は、上記の浸漬ノズルの内壁面に設けた微小ディンプルは、直径が０．００８ｍｍ〜０．０１ｍｍで、深さが直径以上の０．０１ｍｍ〜０．０１２ｍｍであり、溶鋼１０と耐火物９の接触面積が減少することによって、耐火物９中のＳｉＯ2と溶鋼１０中のＡｌの反応が減少し、その結果、ノズル内壁面への介在物の付着および堆積を低減し、重度のノズル閉塞を防止する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して以下に説明する。図面において、１は耐火物製の浸漬ノズル、２は本発明の特徴である浸漬ノズルの内壁面の耐火物の表面に微小ディンプルを設けた部位、３は浸漬ノズルの流下部内壁面、４は浸漬ノズルの分岐部内壁面、５は浸漬ノズル吐出口部内壁面、６は浸漬ノズルの注入口、７は浸漬ノズルの吐出口、８は溶鋼の液滴、９は耐火物、１０は溶鋼、１１は微小ディンプルおよび１２は空隙である。図３は、本発明の請求項１に係る発明の手段における浸漬ノズル１の流下部内壁面３の耐火物９の表面のみに、微小ディンプル１１を設けた浸漬ノズル１の断面図である。連続鋳造する溶鋼１０はタンディッシュから浸漬ノズル１の注入口６へ入り、浸漬ノズル１の内部を通過して吐出口７からモールド内へ吐出される。図４は、請求項２に係る発明の手段における浸漬ノズル１のノズル内壁面全体の表面に、すなわち流下部内壁面３と分岐部内壁面４と吐出口部内壁面５のそれぞれの耐火物９の表面に、微小ディンプル１１を設けた浸漬ノズルの断面図である。
【００１９】
本発明の浸漬ノズルの手段について従来のものと対比して以下に説明する。実施例１は、図３に示す耐火物９からなる浸漬ノズル１の流下部内壁面３の耐火物９の表面のみに、直径が０．００８ｍｍ〜０．０１ｍｍで、深さが０．０１ｍｍ〜０．０１２ｍｍの微小ディンプル１１を設けた浸漬ノズル１である。この浸漬ノズル１を用いて、ＪＩＳ規格のＳＣｒ４２０の溶鋼を１チャージ１５０トンの連続鋳造を８チャージ行ない、浸漬ノズル１の内壁面に付着した付着物の厚みを調査した。
【００２０】
さらに、実施例２は、図４に示す耐火物９からなる浸漬ノズル１の全ての内壁面すなわち流下部内壁面３と分岐部内壁面４と吐出口部内壁面５のそれぞれの耐火物９の表面に、直径が０．００８ｍｍ〜０．０１ｍｍで、深さが０．０１ｍｍ〜０．０１２ｍｍの微小ディンプル１１を設けた浸漬ノズル１である。この浸漬ノズル１を用いて、ＪＩＳ規格のＳＣｒ４２０の溶鋼を１チャージ１５０トンの連続鋳造を８チャージ行ない、浸漬ノズル１の内壁面に付着した付着物の厚みを調査した。
【００２１】
一方、比較例１は、図５に示す従来の浸漬ノズル１の内壁面の耐火物９の表面に微小ディンプル１１の形成されていない浸漬ノズル１である。この浸漬ノズル１を用いて、ＪＩＳ規格のＳＣｒ４２０の溶鋼を１チャージ１５０トンの連続鋳造を８チャージ行ない、上記と同様に浸漬ノズル１の内壁面の付着物の厚みを調査した。
【００２２】
比較例２は、耐火物９の浸漬ノズル１の内壁面全体の耐火物９の表面に、直径が０．０１１ｍｍ〜０．０１５ｍｍ、深さが０．０１５ｍｍ〜０．０２ｍｍであり、上記の本発明の実施例の微小ディンプル１１より直径および深さの大きいディンプルを設けた浸漬ノズル１である。この浸漬ノズル１を用いて、ＪＩＳ規格のＳＣｒ４２０の溶鋼を１チャージ１５０トンの連続鋳造を８チャージ行ない、浸漬ノズル１の内壁面の付着物の厚みを調査した。
【００２３】
比較例３は、耐火物９からなる浸漬ノズル１のノズル内壁面全体の耐火物９に直径が０．００８ｍｍ〜０．０１ｍｍ、深さが０．００６ｍｍ〜０．００９ｍｍと本発明の微小ディンプル１１と直径は同じであるが、深さが浅いディンプルを設けた浸漬ノズル１である。この浸漬ノズル１を用いて、ＪＩＳ規格のＳＣｒ４２０の溶鋼を１チャージ１５０トンの連続鋳造を８チャージ行ない、浸漬ノズル１の内壁面の付着物の厚みを調査した。
【００２４】
これらの実施例１、実施例２および比較例１、比較例２、比較例３の浸漬ノズル１を用いて鋳造したＳＣｒ４２０の鋼の成分中のＣ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｏの含有量およびタンディッシュ内の溶鋼の平均温度を表１に示す。表１に見られるように、各実施例および各比較例のこれらのＣ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｏの含有量およびタンディッシュ内の溶鋼の平均温度は略同一であった。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
さらに、表２に本発明の微小ディンプル１１を形成した浸漬ノズル１を用いた実施例１、実施例２と。比較のディンプルを形成した浸漬ノズル１を用いた比較例１、比較例２、比較例３において、ディンプルの有無、ディンプルの直径、ディンプルの深さ、浸漬ノズル１の流下部内壁面３の付着物最大厚みおよび浸漬ノズル１の吐出口部内壁面５の付着物最大厚みを比較して示す。
【００２７】
【表２】
2007167869.tif 000004
【００２８】
表２に示すように、浸漬ノズル１の流下部内壁面３の付着物厚みは、本発明の浸漬ノズル１の流下部内壁面３の耐火物９の表面のみに微小ディンプル１１を設けた請求項１の発明の実施例１の浸漬ノズル１を用いた場合と、本発明の浸漬ノズル１の内壁面全体の耐火物９の表面に微小ディンプル１１を設けた請求項２の発明の実施例２の浸漬ノズル１を用いた場合とは、共に同等の４ｍｍである。比較例１の従来の浸漬ノズル１の内壁面の耐火物９の表面に微小ディンプル１１が形成されていない浸漬ノズル１を用いた場合に比して、実施例１、実施例２共にそれらの付着物の最大厚みは大きく減少している。しかも、酸化物の付着がほとんどないので、安定した連続鋳造が可能であった。
【００２９】
さらに、浸漬ノズル１の吐出口部内壁面５の付着物最大厚みは、本発明の浸漬ノズル１の内壁面全体の耐火物９の表面に微小ディンプル１１を設けた請求項２の発明の実施例２の浸漬ノズル１を用いたものの０．８ｍｍの方が、本発明の浸漬ノズル１の流下部内壁面３の耐火物９の表面のみに微小ディンプル１１を設けた請求項１の発明の実施例１の浸漬ノズル１を用いたものの１．３ｍｍよりも減少した。請求項２の発明がより優れていることがわかった。
【００３０】
また、浸漬ノズル１の内壁面全体の耐火物９の表面に本発明の微小ディンプル１１より直径が大きいディンプルを設けた比較例２の浸漬ノズル１を用いた場合、および、浸漬ノズル１の内壁面全体の耐火物９の表面に本発明の微小ディンプル１１と直径は同じであるが深さが浅いディンプルを設けた比較例３の浸漬ノズル１を用いた場合は、浸漬ノズル１の流下部内壁面３の付着物最大厚みと、浸漬ノズル１の吐出口部内壁面５の付着物最大厚みとが共に、比較例１の従来の浸漬ノズル１の内壁面の耐火物９の表面に微小ディンプルを形成していない浸漬ノズル１の場合と略同等であり、浸漬ノズル１の閉塞防止効果が共に無いことがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】溶鋼の液滴と耐火物の濡れが悪いことを示す模式図である。
【図２】微小ディンプル部で溶鋼が耐火物表面から離れて保持されている状態を示す模式図である。
【図３】本発明の浸漬ノズルの流下部内壁面の耐火物表面に微小ディンプルを設けた浸漬ノズルを模式的に示す断面図である。
【図４】本発明の浸漬ノズルの内壁面全体の耐火物表面に微小ディンプルを設けた浸漬ノズルを模式的に示す断面図である。
【図５】従来の浸漬ノズルの断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  浸漬ノズル
２  微小ディンプルを設けた部位
３  流下部内壁面
４  分岐部内壁面
５  吐出口部内壁面
６  注入口
７  吐出口
８  液滴
９  耐火物
１０  溶鋼
１１  微小ディンプル
１２  空隙
【図１】
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【図２】
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【図３】
2007167869.tif 000007
【図４】
2007167869.tif 000008
【図５】
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