(57)【要約】【課題】  タンディッシュの再使用にあっても溶解して邪魔にならず、しかも所定量の溶鋼がタンディッシュ内に貯まった時点には自然に浮上するタンディッシュ用スタートパイプを提供する。【解決手段】  上記課題を解決するためのタンディッシュ用スタートパイプ１７は、タンディッシュ１から鋳型２への溶鋼流出孔１１の上部に設置され、連続鋳造の鋳造開始時にタンディッシュ内に溶鋼を貯えるための筒形状のタンディッシュ用スタートパイプであって、前記筒形状を形成するスタートパイプの本体部１８は、溶鋼に溶解するとともに溶鋼に溶解しても品質上問題のない金属で構成されていて、溶鋼から受ける浮力によって浮上することを特徴とする。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンディッシュから鋳型への溶鋼流出孔の上部に設置され、連続鋳造の鋳造開始時にタンディッシュ内に溶鋼を貯えるための筒形状のタンディッシュ用スタートパイプであって、前記筒形状を形成するスタートパイプの本体部は、溶鋼に溶解するとともに溶鋼に溶解しても品質上問題のない金属で構成されていて、溶鋼から受ける浮力によって浮上することを特徴とするタンディッシュ用スタートパイプ。
【請求項２】
前記本体部の上端面には、筒形状の上端部を覆うための上蓋が備えられていることを特徴とする、請求項１に記載のタンディッシュ用スタートパイプ。
【請求項３】
前記上蓋は鉄鋼製であることを特徴とする、請求項２に記載のタンディッシュ用スタートパイプ。
【請求項４】
前記本体部には、溶鋼から受ける浮力を増加させるための羽根板が備えられていることを特徴とする、請求項１ないし請求項３の何れか１つに記載のタンディッシュ用スタートパイプ。
【請求項５】
前記羽根板は鉄鋼製であることを特徴とする、請求項４に記載のタンディッシュ用スタートパイプ。
【請求項６】
前記本体部は、鉄鋼製であり、高さが２５０ｍｍ以上で外径が１００ｍｍ以下である鋼管からなることを特徴とする、請求項１ないし請求項５の何れか１つに記載のタンディッシュ用スタートパイプ。
【請求項７】
前記スタートパイプの総質量は３．０ｋｇ以下であることを特徴とする、請求項６に記載のタンディッシュ用スタートパイプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続鋳造の鋳造開始時にタンディッシュ内に十分な量の溶鋼を貯えた後に浮上して、タンディッシュから鋳型への溶鋼流出孔における凝固地金による閉塞を防止するとともに、タンディッシュ内のスラグが鋳型内に流出することを防止するためのタンディッシュ用スタートパイプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼の連続鋳造では、タンディッシュから鋳型への溶鋼流出孔を流下する溶鋼の流量を制御する方法として、溶鋼流出孔に勘合するストッパーを昇降させる方法、溶鋼流出孔の途中に設けたスライディングノズルの開度を調整する方法、タンディッシュ内の溶鋼高さを調整する方法の３つの方法が実施されている。鋳造開始時、これらの３つの方法のうちでストッパーを用いた場合には、溶鋼流出孔はストッパーで閉鎖されていて、溶鋼流出孔内に溶鋼やスラグが流入することはなく、タンディッシュ内に所定量の溶鋼を貯めても特に問題なく鋳造を開始することができるが、他の２つの方法の場合には、溶鋼流出孔に、タンディッシュへ注入直後の低温の溶鋼が流入したり、スラグやタンディッシュ内の異物（耐火物屑）が流入したりして、溶鋼流出孔の閉塞が発生する。
【０００３】
そこで、ストッパーを使用しない場合には、スラグや異物を溶鋼上に浮上させるとともに、初期に注入された溶鋼とその後に注入された温度の高い溶鋼とを混合して溶鋼の温度を均一化させ、これにより溶鋼流出孔の閉塞を防止することを目的として、タンディッシュ内に或る程度の溶鋼を貯えるための種々の方法が提案されている。
【０００４】
例えば特許文献１には、タンディッシュの溶鋼流出孔の周囲に耐火物製の円筒状スタートパイプを配置し、タンディッシュ内に所定量の溶鋼が貯まった時点で、溶鋼による浮力によって浮上するようにしたスタートパイプが提案されている。この場合、スタートパイプは、溶鋼の浮力を受けやすくするために上部側ほど横断面を大きくするなどの工夫がなされている。特許文献２には、高さ方向の中央部に薄肉部を設け、溶鋼がスタートパイプの上端に達する以前に前記薄肉部が溶解することで、タンディッシュに貯まった溶鋼が流出するようにした鉄製のスタートパイプが提案されている。
【０００５】
特許文献３には、タンディッシュの溶鋼流出孔の内径よりも１〜５ｍｍ小さい円柱状の閉栓部と、該閉栓部の上部に設けた浮部とを有し、タンディッシュ内に所定量の溶鋼が貯まった時点で溶鋼による浮力により浮上する耐火物製の栓体が提案されている。また、特許文献４には、非使用時にはタンディッシュの上方に待機し、鋳造開始時または鋳造終了時にタンディッシュ内に挿入して溶鋼流出孔を閉塞し、定常鋳造中はスライディングノズルで流量制御を行う方法が提案されている。
【０００６】
しかしながら、特許文献２では、スタートパイプは浮上しないため、スタートパイプの溶解が遅れた場合には、スタートパイプの上端から溶鋼やスラグが溶鋼流出孔に流入し、溶鋼流出孔の閉塞が発生するといった問題が発生する。また、特許文献４では、ストッパー及びスライディングノズルの両方を設置しなければならず、製造コストが上昇するという問題が発生する。このようなことから、一般的に、特許文献１に提案された浮上式の耐火物製スタートパイプ、或いは、特許文献３に提案された浮上式の耐火物製栓体が使用されている。
【特許文献１】実開平５−１３６４６号公報
【特許文献２】特開平１−２６６９５１号公報
【特許文献３】特開平６−２２１７７２号公報
【特許文献４】特開平８−１２９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで近年、使用した後の熱間状態のタンディッシュから残留した溶鋼やスラグを排出した後、再度このタンディッシュを使用する、所謂「熱間タンディッシュ再使用方法」が行われるようになった。上記の特許文献１に提案された耐火物製のスタートパイプ、及び、特許文献３に提案された耐火物製の栓体は、耐火物製であることから使用後のタンディッシュ内に残存し、これが溶鋼流出孔に引っ掛かった場合には、溶鋼及びスラグの排出ができなくなったり、新たにスタートパイプを設置できなくなったりするという問題が発生する。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、タンディッシュの再使用にあっても邪魔にならず、しかも所定量の溶鋼がタンディッシュ内に貯まった時点には自然に浮上するタンディッシュ用スタートパイプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するための第１の発明に係るタンディッシュ用スタートパイプは、タンディッシュから鋳型への溶鋼流出孔の上部に設置され、連続鋳造の鋳造開始時にタンディッシュ内に溶鋼を貯えるための筒形状のタンディッシュ用スタートパイプであって、前記筒形状を形成するスタートパイプの本体部は、溶鋼に溶解するとともに溶鋼に溶解しても品質上問題のない金属で構成されていて、溶鋼から受ける浮力によって浮上することを特徴とするものである。
【００１０】
第２の発明に係るタンディッシュ用スタートパイプは、第１の発明において、前記本体部の上端面には、筒形状の上端部を覆うための上蓋が備えられていることを特徴とするものである。
【００１１】
第３の発明に係るタンディッシュ用スタートパイプは、第２の発明において、前記上蓋は鉄鋼製であることを特徴とするものである。
【００１２】
第４の発明に係るタンディッシュ用スタートパイプは、第１ないし第３の発明の何れかにおいて、前記本体部には、溶鋼から受ける浮力を増加させるための羽根板が備えられていることを特徴とするものである。
【００１３】
第５の発明に係るタンディッシュ用スタートパイプは、第４の発明において、前記羽根板は鉄鋼製であることを特徴とするものである。
【００１４】
第６の発明に係るタンディッシュ用スタートパイプは、第１ないし第５の発明の何れかにおいて、前記本体部は、鉄鋼製であり、高さが２５０ｍｍ以上で外径が１００ｍｍ以下である鋼管からなることを特徴とするものである。
【００１５】
第７の発明に係るタンディッシュ用スタートパイプは、第６の発明において、前記スタートパイプの総質量は３．０ｋｇ以下であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るタンディッシュ用スタートパイプの本体部は、金属製であるので、タンディッシュ内へ溶鋼を注入した直後は溶解しないものの、１ヒートの連続鋳造が終了する時点までには溶鋼の熱によって溶鋼中に溶解してしまうので、タンディッシュの再使用にあっては何ら邪魔にならない。また、所定量の溶鋼がタンディッシュ内に貯まった時点には溶鋼から受ける浮力によって自然に浮上するので、従来の浮上式の耐火物製スタートパイプを使用した場合と同様に、鋳造開始時の溶鋼流出孔の閉塞を防止することができる。また、スタートパイプとして鉄鋼製の鋼管を利用することができ、従来の耐火物製のスタートパイプに比べて製造単価を大幅に削減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して本発明を具体的に説明する。図１は、本発明の実施の形態例を示す図であって、本発明に係るスタートパイプを設置した連続鋳造用タンディッシュ及び鋳型の概略縦断面図、図２は、図１に示すスタートパイプの斜視図である。
【００１８】
図１において、相対する鋳型長辺１３と、鋳型長辺１３の内側に内装された、相対する鋳型短辺１４と、により構成される鋳型２の上方所定位置に、外殻を鉄皮１５で覆われ、内部を耐火物１６で施行されたタンディッシュ１が配置されている。このタンディッシュ１の底部には、耐火物１６に嵌合する上ノズル３が設置され、そして、上ノズル３の下面に接して、上部固定板５、摺動板６、下部固定板７及び整流ノズル８からなるスライディングノズル４が配置され、更に、スライディングノズル４の下面に接して、その下部に一対の吐出孔１０を有する浸漬ノズル９が配置され、タンディッシュ１から鋳型２への溶鋼流出孔１１が形成されている。尚、浸漬ノズル９は、下部に設置される吐出孔１０が鋳型内の溶鋼に埋没するようにその先端が浸漬されて使用される。
【００１９】
摺動板６は、往復型アクチュエーター１２と接続されており、往復型アクチュエーター１２の作動により、上部固定板５と下部固定板７との間をこれらの固定板と接触したまま移動し、摺動板６と上部固定板５及び下部固定板７とで形成する開口部面積を調整することにより溶鋼流出孔１１を通過する溶鋼量が制御される。
【００２０】
このようなタンディッシュ１において、本発明に係るスタートパイプ１７が、上ノズル３にその先端部を嵌合させてタンディッシュ１の底部に設置されている。このスタートパイプ１７は、図１及び図２に示すように、上ノズル３に嵌合する、金属製のパイプからなる本体部１８と、本体部１８の上端開口部を覆うための上蓋１９と、本体部１８の上端部に設置される、溶鋼から受ける浮力を増加させるための羽根板２０とで構成されている。本体部１８と上ノズル３との嵌合面は溶鋼の漏洩がない程度に隙間無く接触しており、また、本体部１８の下端部は開放している。尚、図１では、本体部１８が上ノズル３に嵌合しているが、嵌合させる必要はなく、上ノズル３の上端部に載せるようにして設置してもよい。図１で嵌合している理由は、上ノズル３の寸法と、本体部１８として使用した炭素鋼鋼管の寸法との関係から、たまたま嵌合したものである。
【００２１】
本体部１８は、溶鋼に溶解するとともに溶鋼に溶解しても品質上問題のない金属である限り、どのような金属で作製してもよいが、融点がタンディッシュ１に注入される溶鋼の温度と同程度であることから、溶鋼と接触しても直ちには溶解せず、所定量の溶鋼を溜めることができ、しかも安価であり且つ規格品として容易に入手することができることから、炭素鋼鋼管などの鋼管を利用することが好ましい。つまり、炭素鋼鋼管（ＪＩＳ  Ｇ  ３４５２参照）などの市販の鋼管を所定の長さに切断して、本体部１８として使用することが好ましい。
【００２２】
本体部１８の長さは、２５０ｍｍ以上とすることが好ましい。本発明に係るスタートパイプ１７は、タンディッシュ１に貯まった溶鋼から受ける浮力によって浮上するが、スラグや耐火物屑などの異物が溶鋼流出孔１１に流入しないようにするとともに、耐火物１６と接触して温度の低下した注入初期の溶鋼をその後に注入した溶鋼によって昇温させるためには、タンディッシュ１に深さ２００ｍｍ程度以上の溶鋼を貯める必要がある。つまり、スタートパイプ１７は、タンディッシュ１に深さ２００ｍｍ以上の溶鋼が貯まった以降に浮上する必要があり、本体部１８の長さが２５０ｍｍ未満の場合には、浮上しやすく、安定して深さ２００ｍｍ程度以上の溶鋼を貯めることができないからである。
【００２３】
溶鋼に混入した介在物やスラグ、更には煉瓦屑などを浮上させて溶鋼の清浄化を図るためには、タンディッシュ１に深さ２５０ｍｍ程度以上の溶鋼を貯めることが好ましく、この観点からはスタートパイプ１７は３００ｍｍ以上とすることがより好ましい。
【００２４】
一方、スタートパイプ１７は溶鋼からの浮力によって浮上するので、浮力よりもスタートパイプ１７の質量が大きいとスタートパイプ１７は浮上しない。本発明者等の試験結果から、本体部１８、上蓋１９及び羽根板２０を含めたスタートパイプ１７の総質量が３．０ｋｇを超える場合には、スタートパイプ１７は安定して浮上しないことを確認している。即ち、安定して浮上させるには、スタートパイプ１７の総質量を３．０ｋｇ以下、より望ましくは２．５ｋｇ以下にすることが好ましいことを確認している。従って、本体部１８を鋼管で構成し、その長さを２５０ｍｍ以上とし且つスタートパイプ１７の総重量を３．０ｋｇ以下にしようとする場合には、本体部１８の外径を１００ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００２５】
上蓋１９は、本体部１８の上部開口部を覆うことができ、溶鋼と接触しても直ちに溶解しない材質であれば、金属製でもまた耐火物製でもどちらでもよいが、スタートパイプ１７の製作上からは、金属製しかも鉄鋼製であることが好ましい。上蓋１９が金属製の場合には、金属製の本体部１８に溶接などによって容易に取り付けることができる。特に、本体部１８が鋼管の場合には、上蓋１９も鉄鋼製とすることで、溶接で容易に取り付けることができる。鉄鋼以外の金属を使用する場合には、本体部１８と同様に、溶鋼に溶解するとともに溶鋼に溶解しても品質上問題のない金属を使用する。
【００２６】
上蓋１９によって本体部１８の上部開口部を密封する必要はなく、本体部１８と上蓋１９とが、溶鋼が差し込まない程度に接近していればよい。具体的には２ｍｍ程度の間隙があっても構わない。２ｍｍ程度の間隙では間隙に流入した溶鋼は冷却されて凝固してしまい、溶鋼流出孔１１までは流入しないからである。従って、上蓋１９は、図２に示すように、２枚の鋼板を並べて本体部１８の上端部にのせ、これらを溶接した構造であっても構わない。
【００２７】
上蓋１９を設置することにより、スタートパイプ１７の浮上時期が遅れてスタートパイプ１７が溶鋼に埋没しても、本体部１８の上部開口部からのスラグや異物の溶鋼流出孔１１への流入が防止され、これらに起因する溶鋼流出孔１１の閉塞が防止される。上蓋１９を耐火物で構成する場合には、スタートパイプ１７の総質量が小さくなる、及び、スタートパイプ１７が溶鋼に埋没した場合には耐火物の浮力を利用することができるなどの利点があるが、スタートパイプ１７の製作が煩雑であり、しかも、耐火物自体も鋼板に比べて高価であることから、コスト高になり望ましいとはいえない。
【００２８】
羽根板２０は、溶鋼から受ける浮力を増加させるためのものであり、上蓋１９と同様に、溶鋼と接触しても直ちに溶解しない材質であれば、金属製でもまた耐火物製でもどちらでもよいが、スタートパイプ１７の製作上からは金属製、しかも鉄鋼製であることが好ましい。羽根板２０が金属製の場合には、金属製の本体部１８に溶接などによって容易に取り付けることができる。特に、本体部１８が鋼管の場合には、羽根板２０も鉄鋼製とすることで、溶接で容易に取り付けることができる。鉄鋼以外の金属を使用する場合には、本体部１８と同様に、溶鋼に溶解するとともに溶鋼に溶解しても品質上問題のない金属を使用する。
【００２９】
羽根板２０を設置することにより、浮力が増加してスタートパイプ１７の浮上が促進される。羽根板２０を耐火物で構成する場合には、スタートパイプ１７の総質量が小さくなる、及び、鉄鋼製に比べて浮力がより増加するなどの利点があるが、耐火物製の羽根板２０は取り付けが難しく、しかも、耐火物自体も鋼板に比べて高価であることからコスト高になり、望ましいとはいえない。
【００３０】
羽根板２０は本体部１８に対して左右対称に設置する必要はなく、また、図２に示すように、上蓋１９の一部を羽根板２０として活用することもできる。つまり、図２に示すように、薄鋼板の一部を上蓋１９として利用し、薄鋼板の残りの部分を羽根板２０として利用することで、上蓋１９と羽根板２０とを同時に本体部１８に設置することができ、スタートパイプ１７の製作コストを抑えることができる。図２に示す羽根板２０は鉛直方向斜め下方を向いているが、水平としてもまた鉛直斜め上方向きとしても構わない。
【００３１】
このスタートパイプ１７を上ノズル３の溶鋼流出孔１１に嵌合させて配置し、溶鋼を取鍋（図示せず）からタンディッシュ１に注入する。タンディッシュ１に注入された溶鋼はスタートパイプ１７によって溶鋼流出孔１１からの流出が妨げられ、タンディッシュ１に貯まる。タンディッシュ１に深さ２００ｍｍ程度の溶鋼が貯まった時点以降、溶鋼からの浮力を受けてスタートパイプ１７が浮上する。スタートパイプ１７が浮上したならば、タンディッシュ１に貯まった溶鋼は一気に溶鋼流出孔１１に流入する。スライディングノズル４は予め所定の開度（例えば４０％程度の開度）で開放しているので、溶鋼流出孔１１に流入した溶鋼は溶鋼流出孔１１で滞留することなく鋳型２に流出する。これにより、溶鋼流出孔１１における凝固地金による閉塞が防止される。スタートパイプ１７の浮上が遅れ、スタートパイプ１７が溶鋼に埋没しても、上蓋１９が設置してあるので、溶鋼の上にスラグや異物が存在しても、これらの溶鋼流出孔１１への流入が防止される。スタートパイプ１７が溶鋼に埋没すると、溶鋼から受ける浮力は最大になり、スタートパイプ１７は埋没後速やかに浮上する。
【００３２】
浮上したスタートパイプ１７の本体部１８は金属製であるので、溶鋼の熱により溶鋼中に溶解する。溶鋼に溶解しても品質上問題のない金属で構成しているので、本体部１８が溶解しても何ら問題にならない。上蓋１９及び羽根板２０を金属製とした場合には、上蓋１９及び羽根板２０も溶鋼中に溶解して消滅する。
【００３３】
従って、鋳造を終了したタンディッシュ１を再使用するために、残留した溶鋼やスラグをタンディッシュ１の溶鋼流出孔１１から排出する際に、タンディッシュ１にはスタートパイプ１７が残存していないことから、溶鋼及びスラグの排出が容易に行われ、また、新たなスタートパイプ１７を設置する上で何ら問題にならない。上蓋１９或いは羽根板２０を耐火物製とした場合には、これらは鋳造終了後に残留するが、これらは小さいので溶鋼やスラグをタンディッシュ１から排出する際の妨げにはならない。但し、大きくし過ぎると、上記作業の妨げになるので、この観点からも上蓋１９及び羽根板２０を金属製とすることが好ましい。
【００３４】
以上説明したように、本発明に係るタンディッシュ用スタートパイプ１７の本体部１８は、金属製であるので、タンディッシュ１へ溶鋼を注入した直後は溶解しないものの、少なくとも１ヒートの連続鋳造が終了する時点までには溶鋼の熱によって溶鋼中に溶解して消滅してしまうので、タンディッシュ１の再使用にあっては何ら邪魔にならない。また、所定量の溶鋼がタンディッシュ１に貯まった時点には溶鋼から受ける浮力によってスタートパイプ１７は自然に浮上するので、凝固地金、或いはスラグや異物による鋳造開始時の溶鋼流出孔１１の閉塞を防止することができる。
【００３５】
尚、スタートパイプ１７は図２に示す形状以外に、種々の形状にすることができる。図３〜５に羽根板２０の取り付け方法を変えた例を示す。図３は、羽根板２０を水平に取り付けたスタートパイプ１７Ａを示す図で、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は側面断面図、図４は、羽根板２０を斜め上方に向けて取り付けたスタートパイプ１７Ｂを示す図で、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は側面断面図、図５は、羽根板２０を斜め下方に向けて取り付けたスタートパイプ１７Ｃを示す図で、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は側面断面図である。
【実施例１】
【００３６】
前述した図２に示す形状のスタートパイプの使用例を説明する。ＪＩＳ  Ｇ  ３４５２に示す配管用炭素鋼鋼管の６５Ａ（外径７６．３ｍｍ、厚み４．２ｍｍ）をスタートパイプの本体部として使用し、これを４００ｍｍ長さに切断して本体部とした。上蓋及び羽根板としては、幅３８ｍｍ、長さ１２５ｍｍ、厚み１．５ｍｍの薄鋼板を２枚使用し、長さ１２５ｍｍの薄鋼板の先端部４０ｍｍの範囲をその他の部位に対して４０°の角度で折り曲げ、折り曲げ部を羽根板とした。この薄鋼板を、図２に示すようにそれぞれの折り曲げ部が反対側に突出するように本体部の上に並べてのせ、本体部と２枚の薄鋼板とを溶接して接合し、スタートパイプとした。
【００３７】
このスタートパイプを、前述した図１に示すようにタンディッシュの上ノズルに勘合させて設置し、溶鋼の連続鋳造を実施した。スタートパイプはタンディッシュ内に深さ約３５０〜４５０ｍｍの溶鋼が貯まった時点で自然に浮上し、溶鋼流出孔の閉塞は全く発生しなかった。また、鋳造終了時点にはスタートパイプは溶解して存在せず、タンディッシュを再使用する際に、何ら邪魔になることはなかった。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係るスタートパイプを設置した連続鋳造用タンディッシュ及び鋳型の概略縦断面図である。
【図２】図１に示すスタートパイプの斜視図である。
【図３】本発明に係るスタートパイプの他の形態例を示す図で、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は側面断面図である。
【図４】本発明に係るスタートパイプの他の形態例を示す図で、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は側面断面図である。
【図５】本発明に係るスタートパイプの他の形態例を示す図で、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は側面断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  タンディッシュ
２  鋳型
３  上ノズル
４  スライディングノズル
５  上部固定板
６  摺動板
７  下部固定板
８  整流ノズル
９  浸漬ノズル
１０  吐出孔
１１  溶鋼流出孔
１２  往復型アクチュエーター
１３  鋳型長辺
１４  鋳型短辺
１５  鉄皮
１６  耐火物
１７  スタートパイプ
１８  本体部
１９  上蓋
２０  羽根板
【図１】
2007196284.tif 000003
【図２】
2007196284.tif 000004
【図３】
2007196284.tif 000005
【図４】
2007196284.tif 000006
【図５】
2007196284.tif 000007