JP4079415B2

JP4079415B2 - Submerged nozzle for continuous casting of thin slabs

Info

Publication number: JP4079415B2
Application number: JP2002183037A
Authority: JP
Inventors: 博大塚; 悦弘長谷部; 浩二榎本
Original assignee: Krosaki Harima Corp
Current assignee: Krosaki Harima Corp
Priority date: 2002-04-26
Filing date: 2002-06-24
Publication date: 2008-04-23
Anticipated expiration: 2022-06-24
Also published as: US20030201587A1; JP2004001057A; KR20030084779A; CN1453085A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄スラブ連続鋳造用浸漬ノズルに関し、より詳細には、薄スラブ鋳片の連続鋳造に好適な扁平状の薄スラブ連続鋳造用浸漬ノズルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、連続鋳造の後工程の省力化を目指して、スラブ鋳片は薄肉化される傾向にある。例えば、厚さ１００ｍｍ以下、幅１０００ｍｍ以上の薄肉幅広状のスラブ鋳片の連続鋳造が一般的に行われるようになってきた。それに伴って、モールドおよび浸漬ノズルを扁平形状にする必要が生じている。
【０００３】
しかしながら、扁平状のノズルおよびモールドを用いて、薄スラブ鋳片を連続鋳造する場合、従来の単純な直方形のモールドの使用においては起こり得なかった問題が種々生じていた。
例えば、モールドとノズルとの間隔が狭く、長時間の連続鋳造を行った場合、ノズル外壁部に成長したスラグ等の付着物が凝固シェルに接触、溶着し、この凝固シェルによって、扁平状のノズルの先端部が損傷を受け、また、この凝固シェルが破れてブレークアウトを誘発する危険性があった。
【０００４】
また、浸漬ノズルの扁平な流路には溶融金属を充満させにくく、特に、溶融金属流入口の断面積が扁平状部分の流路の断面積よりも小さい場合、偏流、乱流、脈流等の不安定な溶融金属流が発生しやすくなり、その結果、湯面変動や鋳片へのモールドパウダーの巻き込みが生じやすかった。
さらに、扁平で狭小な溶融金属流路で偏流が発生すると、溶融金属の流速が速い部分では、ノズル内壁の局部溶損が、また、流速が遅い部分では、アルミナ等の非金属介在物の付着による詰まりが発生しやすくなるという課題も生じていた。
【０００５】
一方、扁平状の浸漬ノズルにおいて、溶融金属流入口の断面積が扁平状の流路の断面積よりも大きい場合は、溶融金属の吐出流の流速が大きくなり、このため、湯面変動が生じやすくなり、また、ノズル下部における局部溶損が生じやすくなるという不都合があった。
【０００６】
上記のような扁平状のノズルによる偏流の発生等に伴う不都合を解消するため、これまでにも、溶融金属流路の形状を改善した種々の扁平状のノズルが提案されている。
例えば、特開平１１−４７８９７号公報には、溶融金属流路の中間部において適度な角度で末広がり状に形成され、下部が扁平状の連続鋳造用浸漬ノズルが開示されている。
【０００７】
しかしながら、上記の末広がり状のノズルにおいては、ノズル内の溶融金属流路全体における充満流が得られにくく、偏流を生じやすくなり、モールドパウダーの巻き込みによる鋳片の品質劣化を招いたり、ノズル内壁面の局部溶損が生じやすいという課題を有していた。
【０００８】
また、他の従来の扁平状のノズルとして、例えば、図５に示すようなものがある。図５（ａ）は、短辺側方向から見た縦断面図、（ｂ）は、長辺方向から見た縦断面図である。図５に示した従来の扁平状のノズルは、溶融金属流路２３の上部２３ａは円筒状に形成され、中間部２３ｂにおいて、長辺側が先太のテーパ状、短辺側が先細のテーパ状に形成され、下部２３ｃは、扁平状に形成され、その短辺両側壁に、溶融金属吐出孔２４が形成されている。
【０００９】
このように、上記図５に示した扁平状のノズルは、扁平で狭小な溶融金属流路２３での溶融金属（地金）の凝固、付着を抑制するために、溶融金属流が２方向に吐出されるように溶融金属吐出孔２４が形成されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば、ノズルが接続されるタンディシュが、ストッパーヘッドにより流量制御されている場合、鋳込み開始時の精密な流量制御は困難であるため、上記２方向の溶融金属吐出孔２４が形成された扁平状のノズルでは、鋳込み開始時における溶融金属吐出孔２４からの溶融金属流速が比較的大きくなる傾向にあった。
【００１１】
また、上記２方向の溶融金属吐出孔２４は、モールド側壁に溶融金属流が当たるように構成されているため、鋳込み稼動の初期において、スプラッシュが多く発生しやすかった。このスプラッシュがモールド上方で凝固すると、鋳片を引き抜き始めたときに、この凝固片が異物として残留し、当該箇所からモールド内の凝固シェルが破れ、ブレークアウトを誘発する危険性があった。
【００１２】
本発明は、上記技術的課題を解決するためになされたものであり、長時間使用においても、ノズルおよびモールド内での溶融金属の偏流や湯面変動を防止し、かつ、ノズルの地金付着および損傷等が抑制されることにより、高品質の薄スラブ鋳片を安定的に供給することができる薄スラブ連続鋳造用浸漬ノズルを提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る薄スラブ連続鋳造用浸漬ノズルは、上端の溶融金属流入口と、前記溶融金属流入口から下方に延びる管状の溶融金属流路と、下端に溶融金属吐出孔とを備え、かつ、前記溶融金属流路が円筒状の上部、円筒状から扁平状に変形する中間部、扁平直管状の下部により構成された薄スラブ連続鋳造用浸漬ノズルにおいて、前記溶融金属流路の中間部は、長辺側が先太のテーパ状、短辺側が先細のテーパ状に形成され、かつ、長辺側のテーパと短辺側のテーパの始点および終点の高さ位置が異なるように構成され、前記ノズル底壁には、底面中央部に逃げ孔が形成され、該逃げ孔の開孔面積は、前記溶融金属流路の下部の直管状部分の断面積の２０％以上４０％以下であることを特徴とする。
上記逃げ孔を形成することにより、鋳込み稼動初期の側方流を抑制し、流速の大きい初期の溶融金属流がモールド側壁に当たることによるスプラッシュの発生を防止することができる。
また、上記構成により、モールド内の凝固シェルとノズル下端との接触防止を図ることができ、かつ、偏流等の不安定な溶融金属流が抑制されるため、長時間安定して、高品質の薄スラブ鋳片を得ることができる。
【００１５】
前記ノズルにおいては、溶融金属流路の下部の扁平直管状部分の断面積は、上部の円筒状部分の断面積の９５％以上１０５％以下であるが好ましい。
このように、溶融金属の流入口付近と吐出孔付近の溶融金属流路の断面積をほぼ等しくすることにより、モールド内での溶融金属の湯面変動を防止し、また、偏流に伴うモールドパウダーの巻き込みによる鋳片の品質劣化を防止することができる。
【００１６】
また、上記の本発明に係るノズルは、少なくとも溶融金属に浸漬される部分が、ガラス質シリカを含まない耐火材により構成されていることが好ましい。
これにより、ノズルへの溶融金属の付着防止、ノズルの溶損防止および逃げ孔付近の強度の向上を図ることができるため、該ノズルの底壁に逃げ孔を形成しても強度を保持して、長時間安定的に使用することができる。
【００１７】
さらにまた、前記溶融金属流路の中間部は、長辺側のテーパと短辺側のテーパの終点の高さ位置の差が１０ｍｍ以上であることが好ましい。
上記のように、長辺側と短辺側とでテーパがずれて形成される際、その終点の高さ位置は、１０ｍｍ以上の差異を有することにより、該テーパ終点への熱応力の集中によるノズルの亀裂、破損等を有効に回避することができる。
【００１８】
また、前記溶融金属吐出孔は、ノズル下端側壁の短辺側から平面状の底壁の側部にわたって形成され、前記溶融金属吐出孔を形成するノズル下端側壁が水平面に対してなす角度α、および、前記溶融金属吐出孔を形成する前記底壁の側部がその水平面となす角度βは、０°≦α≦６０°、３０°≦β≦８０°であることが好ましい。
このように、溶融金属吐出孔を、ノズル下端側壁の短辺側から底壁にわたって、上記範囲の角度でＬ字形に形成することにより、溶融金属流の方向が適当に制御され、モールド内での溶融金属の偏流を防止することができる。
また、上記溶融金属吐出孔により、モールド内の湯面変動、湯面上のモールドパウダーの薄スラブ鋳片内への混入等を回避することができ、また、溶融金属中の非金属介在物を浮上させ、除去し、鋳片の品質の向上を図ることができる。
【００１９】
さらに、前記溶融金属吐出孔は、ノズル底壁における長辺方向の切欠き長さが、短辺側の側壁の肉厚の７５％以上２００％以下であることが好ましい。
溶融金属吐出孔をこのように構成することにより、モールド内での溶融金属の側方流および下方流を適当な状態に調整し、偏流を抑制することができ、かつ、十分な溶融金属流量および流速を得ることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に基づいて、より詳細に説明する。
図１は、本発明に係る薄スラブ連続鋳造用浸漬ノズルの一例を示す概略縦断面図であり、（ａ）は短辺側、（ｂ）は長辺側をそれぞれ示すものである。
図１（ａ）、（ｂ）に示したように、本発明に係るノズル１は、上端の溶融金属流入口２と、前記溶融金属流入口２から下方に延びる管状の溶融金属流路３と、下端に溶融金属吐出孔４とを備えており、前記溶融金属流路３の上部３ａは円筒状、下部３ｃは扁平直管状に形成されている。また、前記溶融金属流路３の中間部３ｂは、長辺側が先太のテーパ状、短辺側が先細のテーパ状に形成されている。
ここで、扁平直管状とは、各高さのノズルの断片形状において、長辺側および短辺側の幅がそれぞれ実質的に変わらない扁平断面形状であることを意味する。そして、前記扁平直管状部分の断面においては、短辺側と長辺側との内径の比は、短辺側：長辺側＝１：２〜１：１０であることが好ましい。
また、扁平直管状部分においては、角部は、内壁および外壁ともに曲面状に面取りされていることが好ましく、より好ましくは、短辺側が半円状に形成される。
【００２１】
上記のように、下部３ｃは扁平状であるが、末広がり状でなく、直管状に形成されていることにより、使用時の偏った熱応力を受けにくく、亀裂、破損等を防止することができる。
また、下部３ｃが直管状であることは、乱流、脈流、偏流等の不安定な溶融金属流が抑制され、モールド内の凝固シェルとノズル下端との接触によるブレークアウトを阻止する上でも有効である。
【００２２】
図２は、図１に示したノズルの溶融金属流方向に対する拡大断面図であり、（ａ）は上部３ａの円筒状部分の断面、（ｂ）は下部３ｃの扁平直管状部分の断面を示すものである。
図２（ａ）、（ｂ）に示したように、本発明に係るノズルの溶融金属流路の断面は上部３ａにおいては、円形状であり、下部３ｃにおいては、扁平のほぼ矩形状であり、短辺側は曲面状に形成されている。
そして、本発明においては、この溶融金属流路の下部３ｃの扁平直管状部分における断面積Ｓ_3cが、上部３ａの円筒状部分の断面おける断面積Ｓ_3aの９５％以上１０５％以下であること、より好ましくは、Ｓ_3aとＳ_3cは等しくなるように形成される。
【００２３】
溶融金属流路の下部３ｃの扁平直管状部分における断面積Ｓ_3cが、上部３ａの円筒状部分の断面おける断面積Ｓ_3aの９５％未満である場合、ノズルの吐出孔からの溶融金属の吐出流の流速が大きくなるため、モールド内における湯面変動を生じやすくなる。
一方、溶融金属流路の下部３ｃの扁平直管状部分における断面積Ｓ_3cが、上部３ａの円筒状部分の断面おける断面積Ｓ_3aの１０５％を超える場合、ノズル内の溶融金属流路全体における充満流が得られにくく、偏流を生じやすくなり、モールドパウダーの巻き込みにより、得られる鋳片の品質の劣化を招きやすい。
したがって、Ｓ_3a＝Ｓ_3cとして、溶融金属の流入口付近と吐出孔付近の溶融金属流路の断面積を等しくすることが最も好ましく、これにより、モールド内における溶融金属の湯面変動を防止し、また、偏流に伴うモールドパウダーの巻き込みによる鋳片の品質劣化を防止することができる。
【００２４】
また、図１に示したノズルにおいては、ノズル底壁の底面中央部に逃げ孔６が形成されている。
例えば、ノズルが接続されるタンディシュが、ストッパーヘッドにより流量制御されている場合、ノズルの扁平状の溶鋼金属流路３ｃが直管状であるため、鋳込み開始時の溶融金属流速が比較的大きくなりやすい。
また、溶融金属吐出孔４は、モールド側壁に溶融金属流が当たるように構成されているため、鋳込み稼動の初期において、スプラッシュが多く発生しやすい。このスプラッシュがモールド上方で凝固すると、鋳片を引き抜き始めたときに、この凝固片が異物として残留し、当該箇所からモールド内の凝固シェルが破れ、ブレークアウトを誘発する可能性がある。
したがって、上記のような扁平直管状の溶融金属流路が下部３ｃに形成され、かつ、上記逃げ孔６が設けられることにより、鋳込み稼動初期において、吐出される溶融金属流の一部を該逃げ孔６に誘導し、側方流を抑制することができ、流速の大きい初期の溶融金属流がモールド側壁に当たることによるスプラッシュの発生を防止することができる。
【００２５】
前記逃げ孔６の開孔面積は、不安定な溶融金属流の発生を引き起こさないようにする観点から、溶融金属流路の下部３ｃの直管状部分の断面積の２０％以上４０％以下であることが好ましい。より好ましくは、２５％以上３５％以下である。
前記逃げ孔６の開孔面積の割合が２０％未満である場合、該逃げ孔６からは、溶融金属はほとんど流出せず、上記のような逃げ孔としての役割を果たすことは困難である。
一方、開孔面積が４０％を超える場合、ノズル底壁の強度の低下をきたすこととなる。
なお、前記逃げ孔６の断面形状は、強度の観点から、角を有しない形状、例えば、円形、楕円形等であることが好ましい。
【００２６】
また、前記溶融金属流路３の中間部３ｂにおいては、長辺側のテーパの始点Ｂと短辺側のテーパの始点Ｂ’および長辺側のテーパの終点Ｃと短辺側のテーパの終点Ｃ’の高さ位置がそれぞれ異なるように形成されている。
本発明に係るノズルにおいては、長辺側のテーパの始点Ｂと短辺側のテーパの始点Ｂ’、および、長辺側のテーパの終点Ｃと短辺側のテーパの終点Ｃ’が、それぞれ互いに異なる高さに位置することにより、使用時にこれらの箇所への熱応力の集中が抑制され、それに起因する亀裂、折損等のノズルの損傷を回避することができる。
【００２７】
上記した長辺側のテーパの終点Ｃと短辺側のテーパの終点Ｃ’の高さ位置は、上記熱応力の集中を有効に回避する観点から、その差が１０ｍｍ以上であることが好ましい。
なお、長辺側のテーパの終点Ｃと短辺側のテーパの終点Ｃ’の高さ位置の上下関係は問わない。
【００２８】
また、上記ノズルにおいては、少なくとも溶融金属に浸漬される部分５が、ガラス質シリカを含まない耐火材により構成されることが好ましい。
ノズルの溶融金属に浸漬される部分５には、従来、耐スポーリング性を向上させる目的で、ガラス質シリカを含む耐火材が使用されていた。
しかしながら、ガラス質シリカは、還元雰囲気下では１４００℃程度で消失してしまうことが知られており、１５００℃以上の高温でのノズルの使用中に消失して、ガラス質シリカを含有していた耐火材のポーラス化を招きやすい。このため、生じた気孔に溶融金属が浸潤することにより、地金が付着しやすくなる、また、ノズルの溶損により強度が低下するという課題を有していた。
また、ガラス質シリカを含む耐火材を使用したノズルの底壁に逃げ孔を形成して長時間使用した場合、溶融金属の付着により、該逃げ孔が閉塞したり、溶損により強度が低下し、逃げ孔付近が破損しやすいものであった。
したがって、シリカ成分のポーラス化による溶融金属の付着を防止する観点から、溶融金属に浸漬される部分５を構成する耐火材には、ガラス質シリカを含まないものを用いることが好ましい。
【００２９】
上記ガラス質シリカを含まない耐火材であって、本発明に係るノズルに好適に用いることができるものとしては、例えば、アルミナ−黒鉛材、ジルコニア−黒鉛材、マグネシア−黒鉛材等を挙げることができる。
【００３０】
また、前記耐火材は、ガラス質シリカを含まないものであるが、結晶質シリカ化合物は、５％以下程度含まれていても、逃げ孔の閉塞や逃げ孔付近の破損等を招くことはないため差し支えない。具体的には、例えば、パイロフィライト（Ａｌ₂Ｏ₃・４ＳｉＯ₂・Ｈ₂Ｏ）を主成分とするロウ石、カオリナイト（Ａｌ₂Ｏ₃・２ＳｉＯ₂・２Ｈ₂Ｏ）を主成分とする蛙目粘土等が、溶融金属に浸漬される部分５を構成する耐火材原料として用いることができる。
【００３１】
上記のようなガラス質シリカを含まない耐火材を用いることにより、ノズルへの溶融金属の付着防止、ノズルの溶損防止および逃げ孔付近の強度の向上を図ることができ、長時間使用した場合であっても、逃げ孔の閉塞や逃げ孔付近の破損がなく、安定的に使用することができる。
さらに、従来よりも逃げ孔の開孔面積を大きくすることも可能である。
なお、上記材質は、溶融金属に浸漬される部分５以外の部分を構成する耐火材にも適用してもよい。
【００３２】
また、前記溶融金属吐出孔４は、ノズル下端側壁の短辺側から平面状の底壁の側部にわたって形成され、前記溶融金属吐出孔を形成するノズル下端側壁が水平面に対してなす角度α、および、前記溶融金属吐出孔を形成する前記底壁の側部がその水平面となす角度βは、０°≦α≦６０°、３０°≦β≦８０°であることが好ましい。
このように、溶融金属吐出孔４が、ストレートでなく、ノズル下端側壁の短辺側から底壁にわたってＬ字形に形成されることにより、ほぼ水平方向の溶融金属吐出流を得ることができる。そして、溶融金属流をモールド側壁に当てて、上昇流を発生させることにより、溶融金属中の非金属介在物を浮上させ、除去し、鋳片の品質を向上させることができる。
また、モールド内での溶融金属の偏流を防止することができ、鋳片の品質低下を招く要因となる湯面変動、湯面上のモールドパウダーの薄スラブ鋳片内への混入等を回避することができる。
【００３３】
さらに、前記Ｌ字型の吐出孔４は、形成するノズル下端側壁を先細勾配にし、その水平面に対してなす角度αが０°≦α≦６０°、かつ、吐出孔を形成する前記底壁を末広勾配にし、その水平面に対してなす角度βが３０°≦β≦８０°となるように形成することにより、溶融金属流の方向を適当に制御することができる。
【００３４】
図３に、図１に示すノズルのＡ部分の拡大図を示す。図３に示したように、前記溶融金属吐出孔４は、ノズル底壁における長辺方向の切欠きＴが、短辺側の側壁の肉厚ｔの７５％以上２００％以下の長さ、すなわち、７５％≦Ｔ／ｔ≦２００％で形成されることが好ましい。
上記角度βが３０°未満である場合、Ｔ／ｔを７５％未満とすると、溶融金属の下方流が少なく、側方流が多いため、モールド内の特にノズルの下方において、溶融金属の偏流を生じやすくなる。
一方、上記角度βが８０°以上である場合は、Ｔ／ｔが２００％を超えるようにすると、溶融金属の側方流が少なく、湯面のノズル近傍で溶融金属が凝固しやすくなる。
【００３５】
図４に、図１に示すようなノズルの使用態様および溶融金属流のパターンを示す。図４に示したように、本発明に係る薄スラブ連続鋳造用浸漬ノズル１は、タンディシュ１１の底部に取り付けられ、前記ノズル１上端の溶融金属流入口２には、前記タンディッシュ１１からの溶融金属の流量を制御するストッパーヘッド１２が設けられている。また、前記ノズルの下部は、薄スラブ用モールド１４内へ配置される。
上記のような装置構成で、ストッパーヘッド１２を上昇させることにより、溶融金属１９は、タンディッシュ１１からノズル１内の溶融金属流路３を通って、モールド１４に注入される。
前記薄スラブ用モールド１４は、通常、長辺が９０００ｍｍ以上、短辺は１５０ｍｍ以下の扁平状である。ノズル１のモールド１４内に浸漬される部分は、この扁平状のモールド１４のサイズに応じた形状に形成される。
【００３６】
そして、ノズルの溶融金属吐出孔から吐出される溶融金属は、図４に示したように、モールド内において、側方流Ｆ１および下方流Ｆ２をバランスよく生じる。
また、ノズル１の底壁の逃げ孔６により、鋳込み稼動初期における側方流Ｆ１によるスプラッシュの発生が防止される。
【００３７】
前記側方流Ｆ１は、モールド１４側壁に向かって、ほぼ水平方向に流れ、モールド１４側壁に当接した後は、上昇流となる。この上昇流により、溶融金属中の介在物を浮上させて、モールドパウダー中に溶融させて除去することができるため、鋳造金属の欠陥の低減化を図ることができる。
【００３８】
一方、前記下方流Ｆ２は、斜め下方に流れ、モールド１４側壁に当接した後は、該モールド１４側壁に沿って、緩やかな下降流となる。
このように、上記ノズルを用いることにより、溶融金属吐出孔４から吐出される溶融金属が、モールド１４内において、偏流等の不安定な溶融金属流を発生することを防止することができる。
【００３９】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づきさらに具体的に説明するが、本発明は下記の実施例により制限されるものではない。
［実施例１］
図１に示すような薄スラブ連続鋳造用浸漬ノズルおよび９００ｍｍ×８０ｍｍの薄スラブ用モールドを用いて、２１００ｔの溶鋼の連続鋳造試験を行った。
この浸漬ノズルは、溶鋼に浸漬される部分５をアルミナ−黒鉛材により構成し、かつ、中間部３ｂにおける長辺側のテーパの終点Ｃが、短辺側のテーパの終点Ｃ’よりも５０ｍｍ下方に位置し、また、α＝４５°、β＝６０°、Ｔ／ｔ＝１５０％、逃げ孔の開孔面積はノズル下部３ｃの直管状部分の断面積の３０％となるように形成した。
また、この浸漬ノズルにおいては、溶融金属流路の下部３ｃの扁平直管状部分における断面積Ｓ_3cは、上部３ａの円筒状部分の断面おける断面積Ｓ_3aと等しい、すなわち、Ｓ_3a＝Ｓ_3cである。
上記試験結果を表１に示す。
【００４０】
［比較例１］
図５に示すようなノズル底壁に逃げ孔が形成されていない従来の薄スラブ連続鋳造用浸漬ノズルを用いて、それ以外については、実施例１と同様にして、連続鋳造試験を行った。
この試験結果を表１に示す。
【００４１】
［比較例２］
溶鋼に浸漬される部分がシリカを２２重量％含むアルミナ−黒鉛質として、それ以外については、実施例１と同様に構成された浸漬ノズルを用いて、実施例１と同様に連続鋳造試験を行った。
この試験結果を表１に示す。
【００４２】
［比較例３］
中間部３ｂにおける長辺側のテーパの終点Ｃと短辺側のテーパの終点Ｃ’とを同じ高さ位置とし、それ以外については、実施例１と同様に構成された浸漬ノズルを用いて、実施例１と同様に連続鋳造試験を行ったところ、鋳込み開始から１００分で上記テーパ終点Ｃ、Ｃ’の部分で亀裂が発生したため、鋳造を中止した。
【００４３】
【表１】

【００４４】
表１に示したように、逃げ孔を形成したノズル（実施例１）においては、スプラッシュによるブレークアウトの発生が見られなかったのに対して、従来の２方向のみの吐出孔が形成されたノズル（比較例１）においては、スプラッシュによるブレークアウトが２０本に１本発生した。
また、実施例１においては、溶鋼に浸漬される部分にシリカを含む場合（比較例１）に比べて、下部外周における地金の付着が抑制され、長時間安定して使用可能であることが認められた。
特に、実施例１においては、付着物の低減により、長時間使用の末期での湯面変動が少なく、モールド表面に存在するモールドパウダーの溶融層の均一化が図られ、スラグベアの生成が完全に抑制されることが認められた。
【００４５】
［比較例４］
溶融金属流路の下部３ｃの扁平直管状部分における断面積Ｓ_3cを、上部３ａの円筒状部分の断面おける断面積Ｓ_3aの９０％とし、それ以外については、実施例１と同様に構成された浸漬ノズルを用いて、実施例１と同様にして、連続鋳造試験を行った。
この試験においては、モールドにおける湯面変動および鋳片におけるモールドパウダーの巻き込み欠陥について評価を行った。
これらの結果を、実施例１と併せて、表２に示す。
【００４６】
［比較例５］
溶融金属流路の下部３ｃの扁平直管状部分における断面積Ｓ_3cを、上部３ａの円筒状部分の断面おける断面積Ｓ_3aの１１０％とし、それ以外については、実施例１と同様に構成された浸漬ノズルを用いて、実施例１と同様にして、連続鋳造試験を行った。
この試験においては、モールドにおける湯面変動および鋳片におけるモールドパウダーの巻き込み欠陥について評価を行った。
これらの結果を、表２に示す。
【００４７】
【表２】

【００４８】
表２に示したように、Ｓ_3cがＳ_3aの９５％未満である場合（比較例４）には、モールドパウダーの巻き込み欠陥は少ないものの、モールドでの湯面変動が大きく、一方、Ｓ_3cがＳ_3aの１０５％を超える場合（比較例５）には、モールドでの湯面変動は小さいものの、モールドパウダーの巻き込み欠陥が多く見られ、いずれのノズルにおいても、鋳片の品質上、好ましい結果は得られなかった。
これに対して、Ｓ_3cがＳ_3aの９５％以上１０５％以下である場合（実施例１）には、モールドでの湯面変動がなく、また、モールドパウダーの巻き込み欠陥も認められず、このような本発明に係るノズルは、高品質の鋳片を得る上で、有効であることが認められた。
【００４９】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明に係る薄スラブ連続鋳造用浸漬ノズルは、長時間使用においても、ノズルおよびモールド内での溶融金属の偏流や湯面変動を防止し、かつ、ノズルの地金付着および損傷等を抑制することができる。
したがって、本発明に係る薄スラブ連続鋳造用浸漬ノズルを用いることにより、長時間連続して、高品質の薄スラブ鋳片を安定的に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る薄スラブ連続鋳造用浸漬ノズルの概略縦断面図であり、（ａ）は短辺側、（ｂ）は長辺側を示す断面図である。
【図２】図１に示すノズルの溶融金属流方向に対する拡大断面図であり、（ａ）は上部３ａにおける断面を示したものであり、（ｂ）は下部３ｃにおける断面を示したである。
【図３】図１のＡ部分の拡大図である。
【図４】図１に示すノズルの使用態様および溶融金属の流動状態を表した模式図である。
【図５】従来の薄スラブ連続鋳造用浸漬ノズルの一例を示す概略縦断面図であり、（ａ）は短辺側、（ｂ）は長辺側を示したものである。
【符号の説明】
１浸漬ノズル
２溶融金属流入口
３、２３溶融金属流路
３ａ、２３ａ上部
３ｂ、２３ｂ中間部
３ｃ、２３ｃ下部
４溶融金属吐出孔
５浸漬部分
６逃げ孔
Ｂ長辺側のテーパの始点
Ｂ’ 短辺側のテーパの始点
Ｃ、長辺側のテーパの終点
Ｃ’ 短辺側のテーパの終点
Ｔ長辺方向の切欠き長さ
ｔ短辺側の側壁の肉厚
１１タンディッシュ
１２ストッパーヘッド
１３溶融金属（溶鋼）
１４モールド
Ｆ１側方流
Ｆ２下方流[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a thin slab continuous casting immersion nozzle, and more particularly to a flat thin slab continuous casting immersion nozzle suitable for continuous casting of thin slab cast pieces.
[0002]
[Prior art]
In recent years, slab slabs tend to be thinned in order to save labor in the subsequent process of continuous casting. For example, continuous casting of thin and wide slab cast pieces having a thickness of 100 mm or less and a width of 1000 mm or more has been generally performed. Accordingly, it is necessary to make the mold and the immersion nozzle flat.
[0003]
However, when a thin slab slab is continuously cast using a flat nozzle and mold, various problems that could not occur in the use of a conventional simple rectangular mold have occurred.
For example, when the distance between the mold and the nozzle is narrow and continuous casting is performed for a long time, deposits such as slag grown on the outer wall of the nozzle come into contact with and weld to the solidified shell. There was a risk that the tip of the tube was damaged, and that the solidified shell was torn and a breakout was induced.
[0004]
In addition, it is difficult to fill the flat flow path of the immersion nozzle with molten metal, especially when the cross-sectional area of the molten metal inlet is smaller than the cross-sectional area of the flow path of the flat portion, drift, turbulent flow, pulsating flow, etc. The unstable molten metal flow was likely to occur, and as a result, fluctuations in the molten metal surface and entanglement of mold powder into the slab were likely to occur.
Furthermore, when uneven flow occurs in a flat and narrow molten metal flow path, local melting of the inner wall of the nozzle occurs at a portion where the flow velocity of the molten metal is high, and nonmetallic inclusions such as alumina adhere to the portion where the flow velocity is low. There has also been a problem that clogging is likely to occur.
[0005]
On the other hand, in a flat immersion nozzle, when the cross-sectional area of the molten metal inlet is larger than the cross-sectional area of the flat flow path, the flow rate of the molten metal discharge flow increases, which causes fluctuations in the molten metal surface. In addition, there is an inconvenience that local melt damage at the lower part of the nozzle tends to occur.
[0006]
In order to eliminate the inconvenience associated with the occurrence of drift due to the flat nozzle as described above, various flat nozzles having improved shapes of the molten metal channel have been proposed so far.
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-47897 discloses an immersion nozzle for continuous casting that is formed in a divergent shape at an appropriate angle in an intermediate portion of a molten metal flow path and has a flat bottom.
[0007]
However, in the above-mentioned divergent nozzle, it is difficult to obtain a full flow in the entire molten metal flow path in the nozzle, and it is easy to cause a drift, which causes deterioration of the quality of the slab due to entrainment of mold powder, and the inner wall surface of the nozzle There was a problem that local melting damage was likely to occur.
[0008]
As another conventional flat nozzle, for example, there is a nozzle as shown in FIG. FIG. 5A is a longitudinal sectional view seen from the short side direction, and FIG. 5B is a longitudinal sectional view seen from the long side direction. In the conventional flat nozzle shown in FIG. 5, the upper part 23a of the molten metal channel 23 is formed in a cylindrical shape, and the middle part 23b has a tapered shape with a long side and a tapered shape with a short side. The lower part 23c is formed in a flat shape, and a molten metal discharge hole 24 is formed on both side walls of the short side.
[0009]
As described above, the flat nozzle shown in FIG. 5 has a molten metal flow in two directions in order to suppress solidification and adhesion of the molten metal (metal) in the flat and narrow molten metal channel 23. Molten metal discharge holes 24 are formed so as to be discharged.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, for example, when the flow rate of the tundish to which the nozzle is connected is controlled by the stopper head, it is difficult to precisely control the flow rate at the start of casting. Therefore, the flat shape in which the two-direction molten metal discharge holes 24 are formed is formed. In the case of the nozzle, the molten metal flow rate from the molten metal discharge hole 24 at the start of casting tended to be relatively large.
[0011]
Further, since the molten metal discharge holes 24 in the two directions are configured so that the molten metal flow strikes the mold side wall, a lot of splash is likely to occur at the initial stage of casting operation. When the splash solidifies above the mold, when the cast piece starts to be pulled out, the solidified piece remains as a foreign substance, and there is a risk that the solidified shell in the mold breaks from the location and induces breakout.
[0012]
The present invention has been made to solve the above technical problem, and prevents the molten metal from drifting in the nozzle and the mold and fluctuations in the molten metal surface even when used for a long period of time. Another object of the present invention is to provide an immersion nozzle for continuous casting of a thin slab capable of stably supplying a high-quality thin slab slab by suppressing damage and the like.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
  According to the present inventionThe thin slab continuous casting immersion nozzle comprises a molten metal inlet at the upper end, a tubular molten metal channel extending downward from the molten metal inlet, a molten metal discharge hole at the lower end, and the molten metal flow A thin slab continuous casting immersion nozzle comprising a cylindrical upper portion, an intermediate portion deformed from a cylindrical shape into a flat shape, and a lower portion having a flat straight tube shape. A thick taper shape, a short side taper taper is formed, and the long side taper and the short side taper start point and end point height positions are different from each other. An escape hole is formed in the center of the bottom surface, and the opening area of the escape hole is 20% or more and 40% or less of the cross-sectional area of the straight tubular portion below the molten metal flow path.
  By forming the escape hole, it is possible to suppress the lateral flow at the initial stage of casting operation and prevent the occurrence of splash due to the initial molten metal flow having a high flow velocity hitting the mold side wall.
  In addition, with the above configuration, contact between the solidified shell in the mold and the lower end of the nozzle can be prevented, and an unstable molten metal flow such as a drift is suppressed, so that the high quality is stable for a long time. A thin slab slab can be obtained.
[0015]
  In the nozzleIsThe cross-sectional area of the flattened tubular portion at the bottom of the molten metal channel is preferably 95% or more and 105% or less of the cross-sectional area of the upper cylindrical portion.
  In this way, by making the cross-sectional area of the molten metal flow path near the inlet of the molten metal and the discharge hole nearly equal, the molten metal fluctuations in the mold are prevented, and the mold powder accompanying the uneven flow It is possible to prevent the deterioration of the quality of the slab due to the entrainment of.
[0016]
In the nozzle according to the present invention, at least a portion immersed in the molten metal is preferably made of a refractory material that does not contain vitreous silica.
As a result, adhesion of molten metal to the nozzle, prevention of melt damage of the nozzle, and improvement in strength near the escape hole can be achieved, so that the strength is maintained even if the escape hole is formed in the bottom wall of the nozzle. Can be used stably for a long time.
[0017]
Furthermore, it is preferable that the difference between the height positions of the end points of the long side taper and the short side taper of the intermediate portion of the molten metal flow path is 10 mm or more.
As described above, when the taper is shifted on the long side and the short side, the height position of the end point has a difference of 10 mm or more, which is due to the concentration of thermal stress on the taper end point. It is possible to effectively avoid cracks and breakage of the nozzle.
[0018]
The molten metal discharge hole is formed from the short side of the nozzle lower end side wall to the side of the planar bottom wall, and the angle α formed by the nozzle lower end side wall forming the molten metal discharge hole with respect to the horizontal plane, and The angle β formed by the side of the bottom wall forming the molten metal discharge hole and its horizontal plane is preferably 0 ° ≦ α ≦ 60 ° and 30 ° ≦ β ≦ 80 °.
In this way, by forming the molten metal discharge hole in an L shape at an angle in the above range from the short side of the nozzle lower end side wall to the bottom wall, the direction of the molten metal flow is appropriately controlled, and in the mold The drift of the molten metal can be prevented.
In addition, the molten metal discharge hole can avoid the fluctuation of the molten metal surface in the mold, the mixing of the mold powder on the molten metal surface into the thin slab slab, etc. It can be lifted and removed to improve the quality of the slab.
[0019]
Furthermore, it is preferable that the molten metal discharge hole has a notch length in the long side direction of the nozzle bottom wall of 75% or more and 200% or less of the wall thickness of the short side wall.
By configuring the molten metal discharge hole in this manner, it is possible to adjust the lateral flow and the downward flow of the molten metal in the mold to an appropriate state, to suppress the drift, and a sufficient molten metal flow rate and A flow rate can be obtained.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing an example of an immersion nozzle for continuous casting of a thin slab according to the present invention, wherein (a) shows a short side and (b) shows a long side.
As shown in FIGS. 1A and 1B, a nozzle 1 according to the present invention includes an upper end molten metal inlet 2, and a tubular molten metal passage 3 extending downward from the molten metal inlet 2. The molten metal discharge hole 4 is provided at the lower end, and the upper part 3a of the molten metal flow path 3 is formed in a cylindrical shape and the lower part 3c is formed in a flat straight tube shape. Further, the intermediate part 3b of the molten metal flow path 3 is formed in a taper shape having a tapered side on the long side and a taper shape having a tapered side on the short side.
Here, the flat straight tube means a flat cross-sectional shape in which the widths of the long side and the short side are not substantially changed in the fragment shape of each height nozzle. And in the cross section of the said flat tube part, it is preferable that ratio of the internal diameter of a short side side and a long side is short side side: long side side = 1: 2-1:10.
Moreover, in the flat straight tubular portion, the corner portion is preferably chamfered in a curved shape on both the inner wall and the outer wall, and more preferably, the short side is formed in a semicircular shape.
[0021]
As described above, the lower portion 3c has a flat shape, but is not formed in a divergent shape, but is formed in a straight tubular shape, so that it is difficult to receive a biased thermal stress during use, and cracks, breakage, and the like can be prevented. .
In addition, the fact that the lower portion 3c is a straight tube also suppresses unstable molten metal flow such as turbulent flow, pulsating flow, and drift, and also prevents breakout due to contact between the solidified shell in the mold and the lower end of the nozzle. It is valid.
[0022]
2 is an enlarged cross-sectional view of the nozzle shown in FIG. 1 in the molten metal flow direction, where (a) shows a cross section of the cylindrical portion of the upper portion 3a, and (b) shows a cross section of the flat straight tubular portion of the lower portion 3c. Is.
As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the cross section of the molten metal flow path of the nozzle according to the present invention has a circular shape in the upper part 3a and a flat and substantially rectangular shape in the lower part 3c. The short side is formed in a curved surface.
And in this invention, the cross-sectional area S in the flat straight tubular part of the lower part 3c of this molten metal flow path_3cIs the cross-sectional area S in the cross-section of the cylindrical portion of the upper part 3a._3a95% or more and 105% or less, more preferably S_3aAnd S_3cAre formed to be equal.
[0023]
Cross-sectional area S in the flat straight tubular portion of the lower part 3c of the molten metal channel_3cIs the cross-sectional area S in the cross-section of the cylindrical portion of the upper part 3a._3aWhen the ratio is less than 95%, the flow rate of the molten metal discharge flow from the nozzle discharge hole increases, so that the molten metal level in the mold is likely to change.
On the other hand, the cross-sectional area S in the flat straight tubular portion of the lower part 3c of the molten metal channel_3cIs the cross-sectional area S in the cross-section of the cylindrical portion of the upper part 3a._3aIf it exceeds 105%, it is difficult to obtain a full flow in the entire molten metal flow path in the nozzle, and uneven flow is likely to occur, and the quality of the resulting slab is likely to deteriorate due to the entrainment of mold powder.
Therefore, S_3a= S_3cIt is most preferable to make the cross-sectional area of the molten metal flow path near the molten metal inlet and the discharge hole equal, thereby preventing the molten metal from fluctuating in the mold. It is possible to prevent deterioration of the quality of the slab due to the entrainment of powder.
[0024]
Moreover, in the nozzle shown in FIG. 1, the escape hole 6 is formed in the center part of the bottom face of the nozzle bottom wall.
For example, when the flow rate of the tundish to which the nozzle is connected is controlled by the stopper head, the molten metal flow rate 3c at the start of casting tends to be relatively large because the flat molten metal flow channel 3c of the nozzle is straight. .
Further, since the molten metal discharge hole 4 is configured so that the molten metal flow strikes the mold side wall, a lot of splash is likely to occur at the initial stage of casting operation. When the splash solidifies above the mold, when the slab starts to be pulled out, the solidified piece remains as a foreign substance, and the solidified shell in the mold may be broken from the location, which may induce breakout.
Accordingly, a flat straight tubular molten metal flow path as described above is formed in the lower portion 3c, and the escape hole 6 is provided, so that a part of the molten metal flow to be discharged is escaped at the initial stage of casting operation. It can be guided to the hole 6 to suppress the lateral flow, and the occurrence of splash due to the initial molten metal flow having a high flow velocity hitting the mold side wall can be prevented.
[0025]
The opening area of the escape hole 6 is not less than 20% and not more than 40% of the cross-sectional area of the straight tubular portion of the lower part 3c of the molten metal flow channel from the viewpoint of preventing generation of unstable molten metal flow. It is preferable. More preferably, it is 25% or more and 35% or less.
When the ratio of the opening area of the escape hole 6 is less than 20%, the molten metal hardly flows out from the escape hole 6 and it is difficult to serve as the escape hole as described above.
On the other hand, when the opening area exceeds 40%, the strength of the nozzle bottom wall is lowered.
In addition, it is preferable that the cross-sectional shape of the said escape hole 6 is a shape which does not have an angle | corner from a viewpoint of intensity | strength, for example, circular, an ellipse, etc.
[0026]
In the intermediate part 3b of the molten metal flow path 3, the taper start point B on the long side and the taper start point B ′ on the short side and the taper end point C on the long side and the taper end point on the short side are provided. The height positions of C ′ are different from each other.
In the nozzle according to the present invention, the taper start point B on the long side and the taper start point B ′ on the short side, and the taper end point C on the long side and the taper end point C ′ on the short side are respectively By being located at different heights, the concentration of thermal stress on these portions during use is suppressed, and damage to the nozzles such as cracks and breakage due to the concentration can be avoided.
[0027]
The height position of the end point C of the long side taper and the end point C ′ of the short side taper is preferably 10 mm or more from the viewpoint of effectively avoiding the concentration of the thermal stress.
It should be noted that the vertical position of the height position of the taper end point C ′ on the long side and the taper end point C ′ on the short side does not matter.
[0028]
Moreover, in the said nozzle, it is preferable that the part 5 immersed in a molten metal is comprised with the refractory material which does not contain glassy silica.
Conventionally, a refractory material containing glassy silica has been used for the portion 5 immersed in the molten metal of the nozzle for the purpose of improving the spalling resistance.
However, it is known that the vitreous silica disappears at about 1400 ° C. in a reducing atmosphere, and disappeared during use of the nozzle at a high temperature of 1500 ° C. or more, and contained vitreous silica. Refractory material is easily made porous. For this reason, when the molten metal infiltrated into the generated pores, the base metal is likely to adhere, and the strength is lowered due to melt damage of the nozzle.
Also, when a relief hole is formed in the bottom wall of a nozzle using a refractory material containing glassy silica and used for a long time, the escape hole is blocked due to adhesion of molten metal, or the strength is reduced due to melting damage. The vicinity of the escape hole was easily damaged.
Therefore, from the viewpoint of preventing adhesion of the molten metal due to the porous silica component, it is preferable to use a material that does not contain glassy silica as the refractory material constituting the portion 5 immersed in the molten metal.
[0029]
Examples of the refractory material that does not contain the vitreous silica and can be suitably used for the nozzle according to the present invention include alumina-graphite material, zirconia-graphite material, magnesia-graphite material, and the like. it can.
[0030]
In addition, the refractory material does not contain glassy silica, but even if the crystalline silica compound is contained in an amount of about 5% or less, it does not cause a blockage of the escape hole or damage near the escape hole. There is no problem. Specifically, for example, pyrophyllite (Al₂O_Three・ 4SiO₂・ H₂Olite, the main component of kaolinite (Al)₂O_Three・ 2SiO₂・ 2H₂Sasame clay or the like mainly composed of O) can be used as a refractory material raw material constituting the portion 5 immersed in the molten metal.
[0031]
By using a refractory material that does not contain glassy silica as described above, it is possible to prevent adhesion of molten metal to the nozzle, prevent melt damage of the nozzle, and improve strength near the escape hole. Even in this case, there is no blockage of the escape hole or breakage in the vicinity of the escape hole, and it can be used stably.
Furthermore, it is possible to increase the opening area of the escape hole as compared with the conventional case.
In addition, you may apply the said material also to the refractory material which comprises parts other than the part 5 immersed in molten metal.
[0032]
The molten metal discharge hole 4 is formed from the short side of the nozzle lower end side wall to the side of the flat bottom wall, and the angle α formed by the nozzle lower end side wall forming the molten metal discharge hole with respect to the horizontal plane, In addition, it is preferable that the angle β formed by the side portion of the bottom wall forming the molten metal discharge hole and the horizontal plane is 0 ° ≦ α ≦ 60 ° and 30 ° ≦ β ≦ 80 °.
As described above, the molten metal discharge hole 4 is not straight but is formed in an L shape from the short side of the nozzle lower end side wall to the bottom wall, whereby a substantially horizontal molten metal discharge flow can be obtained. Then, by applying the molten metal flow to the mold side wall to generate an upward flow, non-metallic inclusions in the molten metal can be lifted and removed, and the quality of the slab can be improved.
Moreover, the drift of the molten metal in the mold can be prevented, and fluctuations in the molten metal surface that cause deterioration in the quality of the slab, and mixing of mold powder on the molten metal surface into the thin slab slab are avoided. be able to.
[0033]
Further, the L-shaped discharge hole 4 has a tapered lower end side wall to be formed, an angle α with respect to the horizontal plane is 0 ° ≦ α ≦ 60 °, and the bottom wall forming the discharge hole is The direction of the molten metal flow can be appropriately controlled by forming a divergent gradient so that the angle β with respect to the horizontal plane is 30 ° ≦ β ≦ 80 °.
[0034]
FIG. 3 shows an enlarged view of a portion A of the nozzle shown in FIG. As shown in FIG. 3, in the molten metal discharge hole 4, the notch T in the long side direction of the nozzle bottom wall has a length of 75% or more and 200% or less of the wall thickness t of the side wall on the short side, that is, And 75% ≦ T / t ≦ 200%.
When the angle β is less than 30 °, if T / t is less than 75%, there is little downward flow of molten metal, and there is much lateral flow. It tends to occur.
On the other hand, when the angle β is 80 ° or more, if T / t exceeds 200%, the lateral flow of the molten metal is small, and the molten metal is easily solidified in the vicinity of the nozzle on the molten metal surface.
[0035]
FIG. 4 shows the usage pattern of the nozzle as shown in FIG. 1 and the pattern of the molten metal flow. As shown in FIG. 4, the thin slab continuous casting immersion nozzle 1 according to the present invention is attached to the bottom of a tundish 11, and the molten metal inlet 2 at the upper end of the nozzle 1 is melted from the tundish 11. A stopper head 12 for controlling the metal flow rate is provided. The lower portion of the nozzle is disposed in the thin slab mold 14.
By raising the stopper head 12 with the above apparatus configuration, the molten metal 19 is injected from the tundish 11 through the molten metal flow path 3 in the nozzle 1 into the mold 14.
The thin slab mold 14 is generally flat with a long side of 9000 mm or more and a short side of 150 mm or less. The portion immersed in the mold 14 of the nozzle 1 is formed in a shape corresponding to the size of the flat mold 14.
[0036]
As shown in FIG. 4, the molten metal discharged from the molten metal discharge hole of the nozzle generates a side flow F1 and a downward flow F2 in a balanced manner in the mold.
Further, the escape hole 6 in the bottom wall of the nozzle 1 prevents the occurrence of splash due to the side flow F1 in the initial casting operation.
[0037]
The lateral flow F1 flows in a substantially horizontal direction toward the side wall of the mold 14 and becomes an upward flow after contacting the side wall of the mold 14. Due to this upward flow, inclusions in the molten metal can be floated and melted in the mold powder to be removed, so that defects in the cast metal can be reduced.
[0038]
On the other hand, the downward flow F <b> 2 flows obliquely downward and becomes a gentle downward flow along the side wall of the mold 14 after contacting the side wall of the mold 14.
As described above, by using the nozzle, it is possible to prevent the molten metal discharged from the molten metal discharge hole 4 from generating an unstable molten metal flow such as a drift in the mold 14.
[0039]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further more concretely based on an Example, this invention is not restrict | limited by the following Example.
[Example 1]
A continuous casting test of 2100 t of molten steel was performed using an immersion nozzle for continuous casting of thin slab as shown in FIG. 1 and a mold for thin slab of 900 mm × 80 mm.
In this immersion nozzle, the portion 5 immersed in the molten steel is made of an alumina-graphite material, and the end C of the long side taper in the intermediate portion 3b is 50 mm lower than the end C 'of the short side taper. In addition, α = 45 °, β = 60 °, T / t = 150%, and the opening area of the escape hole was formed to be 30% of the cross-sectional area of the straight tubular portion of the nozzle lower portion 3c.
Moreover, in this immersion nozzle, the cross-sectional area S in the flat straight tubular part of the lower part 3c of the molten metal flow path._3cIs the cross-sectional area S in the cross section of the cylindrical part of the upper part 3a._3aIs equal to, that is, S_3a= S_3cIt is.
The test results are shown in Table 1.
[0040]
[Comparative Example 1]
A continuous casting test was performed in the same manner as in Example 1 except that a conventional thin slab continuous casting immersion nozzle having no relief hole formed in the nozzle bottom wall as shown in FIG. 5 was used.
The test results are shown in Table 1.
[0041]
[Comparative Example 2]
A continuous casting test is performed in the same manner as in Example 1 except that the portion immersed in the molten steel is alumina-graphite containing 22% by weight of silica, and the immersion nozzle configured in the same manner as in Example 1 is used. It was.
The test results are shown in Table 1.
[0042]
[Comparative Example 3]
In the intermediate part 3b, the end point C of the long side taper and the end point C ′ of the short side taper are set to the same height position, and other than that, using an immersion nozzle configured in the same manner as in Example 1, When a continuous casting test was performed in the same manner as in Example 1, since the cracks occurred at the taper end points C and C ′ in 100 minutes from the start of casting, the casting was stopped.
[0043]
[Table 1]

[0044]
As shown in Table 1, in the nozzle (Example 1) in which the escape holes were formed, the occurrence of breakout due to splash was not observed, but the conventional discharge holes only in two directions were formed. In the nozzle (Comparative Example 1), one breakout occurred due to splash.
Moreover, in Example 1, compared with the case where the part immersed in molten steel contains silica (Comparative Example 1), the adhesion of the metal on the lower outer periphery is suppressed, and it can be used stably for a long time. Admitted.
In particular, in Example 1, by reducing the deposits, there is little fluctuation of the molten metal surface at the end of long-term use, the molten layer of the mold powder existing on the mold surface is made uniform, and the generation of slag bear is completely achieved. It was found to be suppressed.
[0045]
[Comparative Example 4]
Cross-sectional area S in the flat straight tubular portion of the lower part 3c of the molten metal channel_3cIs the cross-sectional area S in the cross section of the cylindrical portion of the upper part 3a._3aFor the other cases, a continuous casting test was performed in the same manner as in Example 1 using an immersion nozzle configured in the same manner as in Example 1.
In this test, the molten metal surface level in the mold and the mold powder entrainment defect in the slab were evaluated.
These results are shown in Table 2 together with Example 1.
[0046]
[Comparative Example 5]
Cross-sectional area S in the flat straight tubular portion of the lower part 3c of the molten metal channel_3cIs the cross-sectional area S in the cross section of the cylindrical portion of the upper part 3a._3aFor the other cases, a continuous casting test was conducted in the same manner as in Example 1 using an immersion nozzle configured in the same manner as in Example 1.
In this test, the molten metal surface level in the mold and the mold powder entrainment defect in the slab were evaluated.
These results are shown in Table 2.
[0047]
[Table 2]

[0048]
As shown in Table 2, S_3cIs S_3aWhen the ratio is less than 95% (Comparative Example 4), although there are few mold powder entrainment defects, the molten metal surface fluctuation in the mold is large._3cIs S_3aWhen the ratio exceeds 105% (Comparative Example 5), the mold surface fluctuation in the mold is small, but many mold powder entrainment defects are observed, and favorable results are obtained with any nozzle in terms of the quality of the slab. I couldn't.
In contrast, S_3cIs S_3aNo. 95% or more and 105% or less (Example 1), there is no mold surface fluctuation in the mold, and no mold powder entrainment defects are observed. It has been found effective in obtaining quality slabs.
[0049]
【The invention's effect】
As described above, the immersion nozzle for continuous casting of a thin slab according to the present invention prevents the molten metal from drifting in the nozzle and the mold and fluctuations in the molten metal surface even when used for a long time, and adheres to and damages the nozzle metal. Etc. can be suppressed.
Therefore, by using the immersion nozzle for continuous casting of thin slab according to the present invention, a high quality thin slab cast can be stably supplied continuously for a long time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of an immersion nozzle for continuous casting of a thin slab according to the present invention, wherein (a) is a short side and (b) is a cross sectional view showing a long side.
2 is an enlarged cross-sectional view of the nozzle shown in FIG. 1 with respect to the molten metal flow direction, in which (a) shows a cross-section at the upper part 3a and (b) shows a cross-section at the lower part 3c.
FIG. 3 is an enlarged view of a portion A in FIG.
FIG. 4 is a schematic view showing the usage mode of the nozzle shown in FIG. 1 and the flow state of the molten metal.
FIGS. 5A and 5B are schematic longitudinal sectional views showing an example of a conventional immersion nozzle for thin slab continuous casting, in which FIG. 5A shows a short side and FIG. 5B shows a long side.
[Explanation of symbols]
1 Immersion nozzle
2 Molten metal inlet
3, 23 Molten metal flow path
3a, 23a upper part
3b, 23b middle part
3c, 23c Bottom
4 Molten metal discharge hole
5 Immersion part
6 escape hole
B Starting point of taper on long side
B 'Start point of short side taper
C, end point of long side taper
C 'End of taper on short side
T Notch length in the long side direction
t Wall thickness on the short side
11 Tundish
12 Stopper head
13 Molten metal (molten steel)
14 Mold
F1 lateral flow
F2 downward flow

Claims

A molten metal inflow port at the upper end, a tubular molten metal channel extending downward from the molten metal inflow port, a molten metal discharge hole at the lower end, and the molten metal channel has a cylindrical upper portion, a cylindrical shape In the submerged nozzle for thin slab continuous casting composed of an intermediate part deformed into a flat shape, a flat straight tubular lower part,
The intermediate part of the molten metal flow path is formed with a tapered shape with a long side and a tapered shape with a short side, and the height of the start and end points of the long side taper and the short side taper. Configured to have different positions,
An escape hole is formed in the bottom center of the nozzle bottom wall, and the opening area of the escape hole is not less than 20% and not more than 40% of the cross-sectional area of the straight tubular portion below the molten metal flow path. An immersion nozzle for continuous casting of thin slabs.

The cross-sectional area of the lower portion of the flat straight tube portion of the molten metal passage, dipping thin slab continuous casting according to claim 1, wherein a is not more than 105% 95% of the cross-sectional area of the cylindrical portion of the upper nozzle.

The immersion nozzle for thin slab continuous casting according to claim 1 or 2, wherein at least a portion immersed in the molten metal is made of a refractory material containing no vitreous silica.

An intermediate portion of the molten metal passage, according to claim 1, the difference between the height position of the end point of the long side of the taper and the short side taper is characterized in that at 10mm or more to 3 Immersion nozzle for continuous casting of thin slabs.

The molten metal discharge hole is formed from the short side of the lower end side wall of the nozzle to the side of the flat bottom wall,
The angle α formed by the nozzle lower end side wall forming the molten metal discharge hole with respect to the horizontal plane, and the angle β formed by the side portion of the bottom wall forming the molten metal discharge hole formed by the horizontal plane are:
0 ° ≦ α ≦ 60 °
30 ° ≦ β ≦ 80 °
The immersion nozzle for continuous casting of a thin slab according to any one of claims 1 to 4 , wherein the nozzle is for continuous casting.

6. The thin slab according to claim 5, wherein the molten metal discharge hole has a notch length in a long side direction of a nozzle bottom wall of 75% or more and 200% or less of a wall thickness of a short side wall. Immersion nozzle for continuous casting.