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JP2834657B2 - Tundish device capable of controlling molten metal flow - Google Patents
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JP2834657B2 - Tundish device capable of controlling molten metal flow - Google Patents

Tundish device capable of controlling molten metal flow

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JP2834657B2
JP2834657B2 JP29983093A JP29983093A JP2834657B2 JP 2834657 B2 JP2834657 B2 JP 2834657B2 JP 29983093 A JP29983093 A JP 29983093A JP 29983093 A JP29983093 A JP 29983093A JP 2834657 B2 JP2834657 B2 JP 2834657B2
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tundish
molten metal
plasma
molten steel
flow
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田 正 弘 山
井 美 弦 櫻
倉 滋 小
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、タンディッシュ内にお
ける溶融金属の流れを抑制して、溶融金属の滞留時間を
向上することにより、タンディッシュにおける非金属介
在物等の浮上分離効果を向上できる溶融金属流動制御可
能なタンディッシュ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention suppresses the flow of molten metal in a tundish, thereby increasing the residence time of the molten metal, thereby improving the floating effect of nonmetallic inclusions and the like in the tundish. The present invention relates to a tundish device capable of controlling the flow of molten metal.

【0002】[0002]

【従来の技術】連続鋳造においては、溶融金属(以下、
溶鋼とする)は取鍋から一旦タンディッシュと呼ばれる
中間容器に注入され、このタンディッシュよりモールド
に注入される。このタンディッシュの重要な役割の一つ
に、モールドへの溶鋼流量および流速の調整と共に、溶
鋼に混在する非金属介在物の浮上分離がある。
2. Description of the Related Art In continuous casting, molten metal (hereinafter, referred to as molten metal) is used.
Molten steel) is once poured from a ladle into an intermediate container called a tundish, and then poured into a mold from this tundish. One of the important roles of the tundish is to adjust the flow rate and flow rate of molten steel to the mold and to float and separate nonmetallic inclusions mixed in the molten steel.

【0003】すなわち、取鍋に注入された溶鋼中には、
溶鋼のみならず各種の酸化物などの非金属介在物等が混
在している。このような不純物を含んだ状態で溶鋼がモ
ールドに注入されて鋳造が行われると、介在物による性
状不良等が生じて製品規格に適合するスラブを製造する
ことができなくなってしまう。
[0003] That is, in the molten steel poured into the ladle,
Non-metallic inclusions such as various oxides as well as molten steel are mixed. If molten steel is poured into a mold in a state containing such impurities and casting is performed, defective properties or the like due to inclusions will occur, and it will be impossible to manufacture a slab conforming to product standards.

【0004】これらの不純物は通常は溶鋼よりも低比重
であるので、溶鋼をタンディッシュ内に一定時間滞留さ
せることによって、溶鋼より不純物を浮上分離させ、清
浄な溶鋼のみをモールドに注入する。ここで、タンディ
ッシュ内の溶鋼に混在する介在物の浮上分離は、タンデ
ィッシュにおける溶鋼の滞留時間の長時間化やタンディ
ッシュ内における溶鋼の撹拌等を行うことによって、よ
り良好なものにできる。
[0004] Since these impurities usually have a lower specific gravity than the molten steel, the impurities are floated and separated from the molten steel by retaining the molten steel in the tundish for a certain time, and only the clean molten steel is injected into the mold. Here, the floating separation of inclusions mixed in the molten steel in the tundish can be made better by increasing the residence time of the molten steel in the tundish, stirring the molten steel in the tundish, and the like.

【0005】そのため、通常のタンディッシュは、取鍋
からタンディッシュへの溶鋼注入位置と、タンディッシ
ュからモールドへの溶鋼注入位置とを可能な範囲で遠く
することによって、タンディッシュ内における溶鋼の滞
留時間が長くなるように構成される。また、タンディッ
シュに堰を設けることによりモールドへの介在物の流入
を防止すると共に介在物の浮上を促進する方法や、タン
ディッシュ内の溶鋼に不活性ガス等を拭き込むことによ
り、溶鋼を撹拌して介在物の浮上分離を促進する方法も
よく知られている。
[0005] For this reason, the ordinary tundish is designed so that the molten steel pouring position from the ladle to the tundish and the molten steel pouring position from the tundish to the mold are made as far as possible, so that the molten steel stays in the tundish. The time is configured to be long. In addition, a method of preventing inclusions from flowing into the mold by providing a weir in the tundish and promoting the floating of inclusions, and wiping the molten steel in the tundish with inert gas etc. to stir the molten steel It is also well known how to promote the flotation of inclusions.

【0006】さらに、特開平4−123851号公報に
は、タンディッシュの溶鋼液面近傍にタンディッシュの
出口に向かう方向に電磁力を印加して溶鋼流速を加速す
ることにより、非金属介在物の浮上を促進する連続鋳造
用タンディッシュが、他方、特表平3−501230号
公報には、タンディッシュの外部に磁界発生装置を設け
て、溶鋼入口から出口までの間に溶鋼の流れ方向と略直
交する方向に磁界を印加することにより、溶鋼の流れを
抑制して滞留時間を長くするタンディッシュが、それぞ
れ開示されている。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-123851 discloses that an electromagnetic force is applied near the molten steel liquid surface of a tundish in a direction toward the outlet of the tundish to accelerate the flow rate of the molten steel, thereby reducing the presence of nonmetallic inclusions. On the other hand, a tundish for continuous casting which promotes levitation is disclosed in Japanese Patent Application Publication No. 3-501230, in which a magnetic field generator is provided outside the tundish so that the flow direction of the molten steel is substantially equal to the flow direction between the molten steel inlet and the outlet. Tundishes that suppress the flow of molten steel and extend the residence time by applying a magnetic field in orthogonal directions are disclosed, respectively.

【0007】しかしながら、これらの各種の方法では、
タンディッシュ内の溶鋼からの介在物の浮上分離を十分
に行うことができず、あるいは、高額な磁界発生装置が
必要となってしまい、安価な設備で、より良好に溶鋼か
ら介在物を分離除去できる装置の出現が望まれている。
However, in these various methods,
Insufficient levitation separation of inclusions from molten steel in the tundish is not possible, or expensive magnetic field generators are required, and inexpensive equipment can be used to better separate inclusions from molten steel. The advent of devices that can do so is desired.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
従来技術の問題点を解決することにあり、プラズマアー
クを利用してタンディッシュ内における溶融金属の流れ
を抑制することにより、タンディッシュ内における溶融
金属の滞留時間を向上して、非金属介在物等の除去効果
を向上し、性状不良等のない高品質なスラブを安定して
製造可能とする溶融金属流動制御可能なタンディッシュ
装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to suppress the flow of a molten metal in a tundish by using a plasma arc, so that the tundish is prevented. A molten metal flow controllable tundish device that improves the residence time of molten metal in the interior, improves the effect of removing non-metallic inclusions, and enables stable production of high-quality slabs with no defective properties Is to provide.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、溶融金属の注入部および排出部を有する
タンディッシュと、前記タンディッシュの注入部から排
出部に至る溶融金属の流れ方向に水平に配置された、複
数のプラズマトーチ、あるいはプラズマトーチおよび対
極と、前記複数のプラズマトーチ、あるいはプラズマト
ーチおよび対極の間に設置された前記プラズマトーチの
駆動電源とを備え、前記複数のプラズマトーチ、あるい
はプラズマトーチおよび対極を所定距離間隔で配置する
ことにより、前記プラズマトーチ間、あるいはプラズマ
トーチおよび対極の間に発生するプラズマアークを経て
溶融金属内を流れる電流により発生する磁場によって、
前記タンディッシュ内を流れる溶融金属に制動電磁力を
与えることを特徴とする溶融金属流動制御可能なタンデ
ィッシュ装置を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides a tundish having a molten metal injection part and a discharge part, and a flow of molten metal from the injection part to the discharge part of the tundish. A plurality of plasma torches, or a plasma torch and a counter electrode, and a plurality of plasma torches, or a driving power supply for the plasma torch installed between the plasma torch and the counter electrode, By arranging the plasma torch or the plasma torch and the counter electrode at a predetermined distance interval, by the magnetic field generated by the current flowing through the molten metal through the plasma arc generated between the plasma torch or the plasma torch and the counter electrode,
A tundish device capable of controlling molten metal flow, characterized in that a braking electromagnetic force is applied to the molten metal flowing in the tundish.

【0010】また、前記プラズマトーチの位置が、前記
タンディッシュ内の溶融金属の液面高さに追従するよう
に構成されるのが好ましい。
It is preferable that the position of the plasma torch is configured to follow the liquid level of the molten metal in the tundish.

【0011】[0011]

【発明の作用】本発明の溶融金属流動制御可能なタンデ
ィッシュ装置は、プラズマトーチおよび対極、複数のプ
ラズマトーチを溶融金属の流れ方向にほぼ水平に配置
し、タンディッシュ内の溶鋼に向かってプラズマアーク
を射出し、プラズマアークを通して溶融金属内を流れる
電流により発生する磁界を利用することにより、タンデ
ィッシュ内における溶融金属の流れを抑制する制動電磁
力を与え、タンディッシュ内における溶融金属の滞留時
間を伸ばして介在物の浮上分離効果を大きくすることが
できる。
The molten metal flow controllable tundish apparatus of the present invention comprises a plasma torch, a counter electrode and a plurality of plasma torches arranged substantially horizontally in the flow direction of the molten metal, and a plasma torch directed toward molten steel in the tundish. By injecting the arc and using the magnetic field generated by the current flowing through the molten metal through the plasma arc, a braking electromagnetic force that suppresses the flow of the molten metal in the tundish is given, and the residence time of the molten metal in the tundish Can be extended to increase the floating separation effect of inclusions.

【0012】周知のように、プラズマアークを射出する
ことにより、プラズマトーチ(あるいはプラズマトーチ
および対極)の正極から陰極へプラズマアークを通した
電流が流れる。ここで、本発明のタンディッシュ装置に
おいては、プラズマトーチ等を溶融金属の流れ方向にほ
ぼ水平に配置して、溶融金属に向かってプラズマアーク
を射出する。つまり本発明においては、プラズマアーク
を通して溶融金属内を流れる電流が、溶融金属の流れと
水平方向(溶融金属の流れ方向、あるいはその逆方向)
となる。そのため、この電流によって溶融金属の流れと
垂直方向に磁界が形成され、電磁誘導によって溶融金属
の流れを抑制する制動電磁力が発生する。すなわち、い
わゆる電磁ブレーキと同様にして溶融金属の流れが抑制
され、溶融金属に混在する介在物を良好に浮上分離でき
る。
As is well known, by injecting a plasma arc, a current flows through the plasma arc from the positive electrode to the cathode of the plasma torch (or the plasma torch and the counter electrode). Here, in the tundish device of the present invention, a plasma torch or the like is arranged substantially horizontally in the flow direction of the molten metal, and a plasma arc is emitted toward the molten metal. In other words, in the present invention, the current flowing through the molten metal through the plasma arc is parallel to the flow of the molten metal (in the flow direction of the molten metal or in the opposite direction).
Becomes Therefore, a magnetic field is formed in the direction perpendicular to the flow of the molten metal by the current, and a braking electromagnetic force for suppressing the flow of the molten metal is generated by electromagnetic induction. That is, similarly to the so-called electromagnetic brake, the flow of the molten metal is suppressed, and inclusions mixed in the molten metal can be floated and separated well.

【0013】ここで、溶融金属の流れと水平方向に配置
されるプラズマトーチの間隔が近すぎると、溶融金属の
流れにおける制動電磁力に供される距離が短じかすぎ
て、溶融金属に混在する介在物を良好に浮上分離するこ
とができない。
Here, if the distance between the flow of the molten metal and the plasma torch arranged in the horizontal direction is too small, the distance to be applied to the braking electromagnetic force in the flow of the molten metal is too short, and the distance between the molten metal and the torch is mixed. The floating inclusions cannot be floated and separated well.

【0014】逆にプラズマトーチの間隔が広すぎると、
溶鋼中を流れる電流の経路が不安定となり、良好な流れ
抑制力を発揮することができない。すなわち、図2に示
されるように、溶鋼の流れ抑制に働く電磁力を発生せし
める電流の主たるものは、プラズマトーチの正極から負
極に直線的に流れる電流aである。ところが、プラズマ
トーチの間隔が広くなるにしたがって、両トーチ間を湾
曲して流れる電流bおよびcが増加し、制動力が弱くな
ってしまう。また、プラズマトーチの間隔が広すぎる
と、プラズマシステムとしてのインピーダンスが小さく
なってしまい、投入電力量が同一であれば溶鋼中を流れ
る電流は小さくなり、それに比して溶鋼中に発生する磁
界も弱くなる。
On the other hand, if the interval between the plasma torches is too wide,
The path of the current flowing in the molten steel becomes unstable, and it is not possible to exert a good flow suppressing force. That is, as shown in FIG. 2, the main current that generates an electromagnetic force acting to suppress the flow of molten steel is a current a that flows linearly from the positive electrode to the negative electrode of the plasma torch. However, as the distance between the plasma torches increases, the currents b and c flowing in a curved manner between the torches increase, and the braking force decreases. Also, if the distance between the plasma torches is too wide, the impedance of the plasma system decreases, and if the input power is the same, the current flowing in the molten steel decreases, and the magnetic field generated in the molten steel also decreases. become weak.

【0015】本発明のタンディッシュ装置においては、
溶融金属の流れと水平方向に配置されるプラズマトーチ
を、溶鋼流に制動電磁力を与えることが可能である所定
間隔、好ましくは500〜1000mmの間隔で配置す
る。従って、本発明の溶融金属流動制御可能なタンディ
ッシュ装置によれば、タンディッシュ内における溶融金
属の滞留時間を好適に長時間化することができ、溶融金
属に混在する介在物を良好に浮上分離して、清浄な溶融
金属のみをモールドに注入することが可能である。
In the tundish device of the present invention,
Plasma torches arranged horizontally with the flow of the molten metal are arranged at predetermined intervals, preferably 500 to 1000 mm, at which a braking electromagnetic force can be applied to the molten steel flow. Therefore, according to the tundish device of the present invention capable of controlling the flow of the molten metal, the residence time of the molten metal in the tundish can be appropriately lengthened, and the inclusions mixed in the molten metal can be floated and separated favorably. Thus, it is possible to inject only clean molten metal into the mold.

【0016】しかも、本発明はプラズマアークを溶融金
属に向かって射出することにより、溶融金属の流れを抑
制する。プラズマアークは非常に高温であり、これを利
用してタンディッシュ内の溶融金属を加熱することによ
り、二次精練、ノズル詰りの防止、介在物除去の促進等
が計れるのは特開平3−42159号、同3−2432
54号、特公平4−52599号の各公報等に開示され
るとおりである。従って、本発明の溶融金属流動制御可
能なタンディッシュ装置によれば、溶融金属の流れ制御
による介在物の浮上分離のみならず、プラズマアークに
よるタンディッシュ内での溶融金属加熱の効果も同時に
得ることができ、より高品質のスラブを安定して製造す
ることが可能である。また加熱設備をも兼ねる結果とな
ることより、結果的に設備的にも安価である。
Further, the present invention suppresses the flow of the molten metal by injecting the plasma arc toward the molten metal. The plasma arc is very high temperature, and by using this to heat the molten metal in the tundish, secondary scouring, prevention of nozzle clogging, acceleration of inclusion removal, etc. can be measured. No. 3-2432
No. 54 and Japanese Patent Publication No. 4-52599. Therefore, according to the tundish device of the present invention capable of controlling the flow of molten metal, not only the floating separation of inclusions by controlling the flow of molten metal but also the effect of heating the molten metal in the tundish by the plasma arc can be obtained at the same time. It is possible to stably produce higher quality slabs. Moreover, since the result also serves as a heating facility, the facility is inexpensive as a result.

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明の溶融金属流動制御可能なタン
ディッシュ装置について、添付の図面をもとに詳細に説
明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a tundish apparatus capable of controlling the flow of a molten metal according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

【0018】図1に、本発明の溶融金属流動制御可能な
タンディッシュ装置(以下、タンディッシュ装置とす
る)の概略図を示す。なお、図1において、(a)はb
−b線概略平面断面図であり、(b)はa−a線概略正
面断面図である。
FIG. 1 is a schematic view of a tundish device (hereinafter, referred to as a tundish device) of the present invention capable of controlling the flow of molten metal. In FIG. 1, (a) is b
FIG. 2 is a schematic plan sectional view taken along line -b, and FIG. 2 (b) is a schematic front sectional view taken along line aa.

【0019】図1に示されるタンディッシュ装置10に
おいて、溶融金属(以下、溶鋼とする)30は取鍋32
からロングノズル34によってタンディッシュ36に供
給され、タンディッシュ36の排出口に設置されるイマ
ージョンノズル38よりモールド40に注入される。な
お、モールド40の下部に配置される符号42は、鋳片
サポートロールである。タンディッシュ36は、本体4
4と、本体44の上面を閉塞する蓋体46とより構成さ
れ、底には非金属介在物等の浮上を促進するための堰4
8が配置されている。
In the tundish apparatus 10 shown in FIG. 1, a molten metal (hereinafter referred to as molten steel) 30 is a ladle 32.
Is supplied to the tundish 36 by a long nozzle 34 and injected into a mold 40 from an immersion nozzle 38 provided at an outlet of the tundish 36. Reference numeral 42 arranged below the mold 40 is a slab support roll. The tundish 36 is the main body 4
4 and a lid 46 for closing the upper surface of the main body 44, and a weir 4 for promoting the floating of nonmetallic inclusions and the like at the bottom.
8 are arranged.

【0020】ここで、本発明にかかるタンディッシュ装
置10においては、蓋体46にはプラズマトーチ12お
よび14、および両プラズマトーチの駆動電源20が配
設される。プラズマトーチ12および14は、それぞれ
プラズマアーク16および18を溶鋼30に射出するも
のであり、本発明にかかるタンディッシュ装置10にお
いては、両プラズマトーチは溶鋼30の流れ方向に沿っ
て配置される。
Here, in the tundish apparatus 10 according to the present invention, the lid 46 is provided with the plasma torches 12 and 14 and the drive power source 20 for both plasma torches. The plasma torches 12 and 14 inject the plasma arcs 16 and 18 into the molten steel 30, respectively. In the tundish device 10 according to the present invention, both plasma torches are arranged along the flow direction of the molten steel 30.

【0021】本発明のタンディッシュ装置10は、上記
構成、すなわち複数のプラズマトーチ、あるいはプラズ
マトーチと対極とを溶鋼の流れ方向に水平に配置して、
プラズマアークを溶鋼30に射出する構成を有すること
により、プラズマアーク16および18によって溶鋼の
流れと水平方向(すなわち流れ方向あるいは逆方向)の
電流を溶鋼内に流して、この電流によって溶鋼の流れと
直交する方向に磁界を形成し、この磁界および溶鋼の流
れによる電磁誘導によって電磁ブレーキの効果を得て、
ロングノズル34からイマージョンノズル38に至る溶
鋼30の流れを抑制する。この作用は後に詳述する。
The tundish device 10 of the present invention has the above configuration, that is, a plurality of plasma torches, or a plasma torch and a counter electrode are arranged horizontally in the flow direction of molten steel.
By having a configuration in which the plasma arc is injected into the molten steel 30, a current in the horizontal direction (that is, the flow direction or the opposite direction) to the flow of the molten steel is caused to flow into the molten steel by the plasma arcs 16 and 18, and the flow of the molten steel is caused by the current. A magnetic field is formed in a direction orthogonal to the magnetic field, and the electromagnetic brake effect is obtained by electromagnetic induction by this magnetic field and the flow of molten steel.
The flow of the molten steel 30 from the long nozzle 34 to the immersion nozzle 38 is suppressed. This operation will be described later in detail.

【0022】本発明は、この電磁ブレーキによってタン
ディッシュ36中における溶鋼30の滞留時間を長く
し、溶鋼30に混在する介在物の確実な浮上分離効果を
向上し、高品質なスラブを安定して製造することを可能
にしたものである。しかも、プラズマアーク16および
18は溶鋼30に向かって射出されるので、タンディッ
シュ36内の溶鋼30の加熱手段も兼ねる結果となり、
これによる二次精練、ノズル詰りの防止、介在物除去の
促進等の効果も発現することができる。
According to the present invention, the electromagnetic brake extends the residence time of the molten steel 30 in the tundish 36, improves the effect of reliably floating and separating inclusions mixed in the molten steel 30, and stably produces a high-quality slab. It is possible to manufacture. Moreover, since the plasma arcs 16 and 18 are injected toward the molten steel 30, the result also serves as a heating means for the molten steel 30 in the tundish 36.
As a result, effects such as secondary scouring, prevention of nozzle clogging, and acceleration of inclusion removal can be exhibited.

【0023】本発明のタンディッシュ装置10に利用さ
れるプラズマトーチ12および14には特に限定はな
く、公知のプラズマトーチがいずれも利用可能である。
また、タンディッシュ36内は、利用するプラズマトー
チ12および14(プラズマアーク16および18)に
応じた雰囲気であるのはもちろんである。
The plasma torches 12 and 14 used in the tundish device 10 of the present invention are not particularly limited, and any known plasma torch can be used.
The inside of the tundish 36 is of course an atmosphere corresponding to the plasma torches 12 and 14 (plasma arcs 16 and 18) to be used.

【0024】駆動電源20も交流であっても直流であっ
てもよい。なお、図示例においては、説明を簡易にする
ために直流を例とする。この点については後に詳述す
る。駆動電源20がプラズマトーチ12および14に供
給する電気量は、プラズマトーチの種類等によって適宜
決定すればよく、特に限定はない。電力量が高ければ、
より強い電磁ブレーキ効果を発現できるの当然である
が、あまり高い電力ではプラズマアーク16および18
の温度が高くなりすぎて、溶鋼30に悪影響を与える可
能性がある。
The drive power supply 20 may be either AC or DC. In the illustrated example, a direct current is used as an example to simplify the description. This will be described in detail later. The amount of electricity that the driving power supply 20 supplies to the plasma torches 12 and 14 may be appropriately determined depending on the type of the plasma torch and the like, and is not particularly limited. If the amount of power is high,
Naturally, a stronger electromagnetic braking effect can be obtained, but at a very high power, the plasma arcs 16 and 18 can be used.
Temperature becomes too high, which may adversely affect the molten steel 30.

【0025】本発明のタンディッシュ装置10におい
て、利用するプラズマトーチは図示例の2本に限定はさ
れず、1本のプラズマトーチに対極を組み合わせたもの
であってもよく、あるいは必要に応じて3本以上のプラ
ズマトーチを利用してもよく、あるいは両者を併用して
もよい。
In the tundish device 10 of the present invention, the plasma torch to be used is not limited to the two shown in the illustrated example, but may be a single plasma torch combined with a counter electrode, or if necessary. Three or more plasma torches may be used, or both may be used in combination.

【0026】ここで、本発明のタンディッシュ装置10
においては、両プラズマトーチは溶鋼の流れと水平方向
に、かつ溶鋼の流れに制動電磁力を与えることが可能な
間隔でプラズマトーチを配置する必要がある。前述のよ
うに、両プラズマトーチの間隔が近すぎると、溶融金属
の流れにおける制動電磁力に供される距離が短かすぎ
て、溶融金属に混在する介在物を良好に浮上分離するこ
とができない。他方、両プラズマトーチの間隔が広すぎ
ると、図2に示されるように溶鋼中を流れる電流の経路
が不安定となり、良好な流れ抑制力を発揮することがで
きず、また、プラズマシステムとしてのインピーダンス
が小さくなってしまい、投入電力量が同一であれば溶鋼
中を流れる電流は小さくなり、それに比して溶鋼中に発
生する磁界も弱くなる。
Here, the tundish device 10 of the present invention is used.
In the above, it is necessary to arrange the plasma torches in a horizontal direction with respect to the flow of the molten steel and at an interval capable of applying a braking electromagnetic force to the flow of the molten steel. As described above, if the distance between the two plasma torches is too small, the distance to be applied to the braking electromagnetic force in the flow of the molten metal is too short, and it is not possible to float and separate the inclusions mixed in the molten metal satisfactorily. . On the other hand, if the distance between the two plasma torches is too wide, the path of the current flowing in the molten steel becomes unstable, as shown in FIG. If the input power is the same, the impedance becomes small, and the current flowing in the molten steel becomes small, and the magnetic field generated in the molten steel is also weakened.

【0027】従って、本発明のタンディッシュ装置10
においては、溶鋼の流れに良好な制動電磁力を与えられ
る間隔で、プラズマトーチを配置する必要がある。この
間隔は、タンディッシュ36のサイズやプラズマトーチ
の出力等によって異なるものであり、一概に決定するこ
とはできないが、一般的に、500〜1000mm程度の
間隔が好ましいと考えられる。
Accordingly, the tundish device 10 of the present invention
In the above, it is necessary to arrange the plasma torches at intervals at which good braking electromagnetic force can be applied to the flow of molten steel. This interval varies depending on the size of the tundish 36, the output of the plasma torch, and the like, and cannot be determined unequivocally, but it is generally considered that an interval of about 500 to 1000 mm is preferable.

【0028】図3に、EB(電子ビーム)をプラズマト
ーチとして用いてタンディッシュ装置10を構成した際
の、プラズマトーチ間隔と溶鋼中介在物量(当然、少な
い方が良好な流れ抑制効果を有する)との関係を示す。
なお、図3に示される例は、プラズマトーチは直流トー
チで投入電力は1.2MWである。図3に示されるよう
に、溶鋼中介在物はプラズマトーチ間隔が700mm程度
の時に最も少なく、プラズマトーチ間隔が500〜10
00mmの間では、介在物が0.8mm2/g 以下の良好な介
在物除去効果を得ることができる。
FIG. 3 shows the interval between the plasma torches and the amount of inclusions in the molten steel when the tundish device 10 is configured using EB (electron beam) as a plasma torch (naturally, a smaller amount has a better flow suppressing effect). The relationship is shown below.
In the example shown in FIG. 3, the plasma torch is a DC torch and the input power is 1.2 MW. As shown in FIG. 3, the inclusion in the molten steel is smallest when the plasma torch interval is about 700 mm, and the plasma torch interval is 500 to 10 mm.
When the distance is between 00 mm and 100 mm, the inclusion can have a good effect of removing inclusions of 0.8 mm 2 / g or less.

【0029】溶鋼30の液面とプラズマトーチ12およ
び14の距離には特に限定はなく、プラズマトーチ12
および14の種類や、所望するプラズマアーク16およ
び18の特性、すなわち溶鋼30を流れる電流量の目的
量等に応じて適宜決定すればよい。なお、溶鋼30の液
面とプラズマトーチ12および14との距離が変化する
と、インピーダンスが変化してプラズマアーク16およ
び18の特性が変化してしまう。そのため、プラズマト
ーチ12および14は、溶鋼30の液面高さに応じて、
溶鋼30液面との距離を一定に保つように上下動するよ
うに構成するのが好ましい。
The distance between the liquid surface of the molten steel 30 and the plasma torches 12 and 14 is not particularly limited.
14 and the characteristics of the desired plasma arcs 16 and 18, that is, the desired amount of current flowing through the molten steel 30, may be determined as appropriate. When the distance between the liquid surface of the molten steel 30 and the plasma torches 12 and 14 changes, the impedance changes and the characteristics of the plasma arcs 16 and 18 change. Therefore, the plasma torches 12 and 14
It is preferable to be configured to move up and down so as to keep the distance from the liquid level of the molten steel 30 constant.

【0030】以下、本発明のタンディッシュ装置10の
作用について詳細に説明する。前述のように、溶鋼30
はロングノズル34よりタンディッシュ36に供給さ
れ、イマージョンノズル38よりモールド40に注入さ
れる。従って、タンディッシュ36内における溶鋼30
の流れは、大きな流れとして矢印mで示すことができ
る。
Hereinafter, the operation of the tundish device 10 of the present invention will be described in detail. As described above, molten steel 30
Is supplied to the tundish 36 from the long nozzle 34 and injected into the mold 40 from the immersion nozzle 38. Therefore, the molten steel 30 in the tundish 36
Can be indicated by the arrow m as a large flow.

【0031】一方、プラズマトーチ12および14は、
この溶鋼30の流れ方向に水平、すなわち矢印m方向に
沿って配置され、プラズマトーチ12には駆動電源20
のプラス側が、他方、プラズマトーチ14にはマイナス
側が接続される。駆動電源20よりプラズマトーチ12
および14に電力が供給され、プラズマアーク16およ
び18が射出されると、溶鋼中には矢印nで示されるよ
うに電流が流れる。従って、この電流の流れによって、
電流の進行方向に向かって右回りに回転する磁界、すな
わち矢印oで示される磁界が形成される。
On the other hand, the plasma torches 12 and 14
The plasma torch 12 is disposed horizontally in the flow direction of the molten steel 30, that is, along the direction of the arrow m.
Is connected to the plus side, while the minus side is connected to the plasma torch 14. Plasma torch 12 from drive power supply 20
When power is supplied to and the plasma arcs 16 and 18 are injected, a current flows through the molten steel as indicated by an arrow n. Therefore, by this current flow,
A magnetic field that rotates clockwise in the direction of current flow, that is, a magnetic field indicated by an arrow o is formed.

【0032】ここで、この磁界は溶鋼30の流れ(矢印
m)と直交する方向であるので、この磁界と溶鋼30の
流れとによって電磁誘導が生じ、溶鋼30の流速を抑制
する方向に制動電磁力が発生する。すなわち、電磁ブレ
ーキと同様にして溶鋼30の流れが抑制される。従っ
て、タンディッシュ36内において、溶鋼30がロング
ノズル34からイマージョンノズル38まで高い速度で
流れることを防止して、タンディッシュ36内における
溶鋼30の滞留時間を長くして、介在物の浮上分離を良
好に行うことができる。しかも、プラズマアーク16お
よび18によるタンディッシュ36内での溶鋼加熱の効
果も得られるのは前述のとおりである。
Since this magnetic field is in a direction orthogonal to the flow of the molten steel 30 (arrow m), electromagnetic induction is generated by the magnetic field and the flow of the molten steel 30, and the electromagnetic force is applied in a direction to suppress the flow velocity of the molten steel 30. Force is generated. That is, the flow of the molten steel 30 is suppressed similarly to the electromagnetic brake. Therefore, in the tundish 36, the molten steel 30 is prevented from flowing at a high speed from the long nozzle 34 to the immersion nozzle 38, the residence time of the molten steel 30 in the tundish 36 is increased, and the floating separation of inclusions is performed. Can be performed well. In addition, the effect of heating the molten steel in the tundish 36 by the plasma arcs 16 and 18 can be obtained as described above.

【0033】上記本発明の効果を確かめるため、本発明
者らは下記の実験を行った。 <実験例>図1に示される本発明のタンディッシュ装置
10を用いて連続鋳造を行った。なお、タンディッシュ
36のサイズ(内壁での寸法)は1.2m×3.0m、
深さ1.0mで、ロングノズル34からイマージョンノ
ズル38の距離は2.0mである。また鋳込み速度は3
ton/分とした。プラズマトーチは図1に示される位
置とほぼ同様(間隔0.6m)に配置した。また、プラ
ズマトーチ12および14への供給電流は5000Aと
した。その結果、本発明のタンディッシュ装置10を利
用しない場合に比して、溶鋼30の滞留時間を好適に延
長することができ、鋳造された連続鋳造片内の介在物を
20%程度低減することができた。
In order to confirm the effects of the present invention, the present inventors conducted the following experiments. <Experimental Example> Continuous casting was performed using the tundish apparatus 10 of the present invention shown in FIG. In addition, the size of the tundish 36 (dimension on the inner wall) is 1.2 m × 3.0 m,
At a depth of 1.0 m, the distance from the long nozzle 34 to the immersion nozzle 38 is 2.0 m. The casting speed is 3
ton / min. The plasma torch was arranged at substantially the same position (interval: 0.6 m) as shown in FIG. The current supplied to the plasma torches 12 and 14 was 5000 A. As a result, the residence time of the molten steel 30 can be preferably extended as compared with the case where the tundish device 10 of the present invention is not used, and the inclusions in the cast continuous cast piece can be reduced by about 20%. Was completed.

【0034】以上説明した例は、駆動電源20として直
流電源を利用した例であるが、電源に交流電源を利用し
た際においても、磁界の方向が周波数に応じて反転する
だけで、溶鋼30の進行方向と磁界とは常に直交方向と
なっている。従って、直流電源の場合と同様、良好な電
磁ブレーキ効果を得ることができる。なお、プラズマト
ーチの駆動電源として交流電源を用いた際に、周波数が
あまり大きくなってしまうと、表皮効果で電流が溶鋼表
面を流れてしまい、溶鋼流の抑制力がタンディッシュの
底部まで及ばなくなってしまう。そのため、プラズマト
ーチの駆動電源として交流電源を利用する際には、商用
周波数(50あるいは60Hz)以下とするのが好まし
い。
The example described above is an example in which a DC power supply is used as the drive power supply 20. However, when an AC power supply is used as the power supply, only the direction of the magnetic field is reversed according to the frequency, and the molten steel 30 is not used. The traveling direction and the magnetic field are always orthogonal. Therefore, a good electromagnetic braking effect can be obtained as in the case of the DC power supply. When the AC power supply is used as the driving power supply for the plasma torch, if the frequency becomes too high, the current flows through the molten steel surface due to the skin effect, and the suppressing force of the molten steel flow does not reach the bottom of the tundish. Would. Therefore, when an AC power supply is used as the driving power supply for the plasma torch, it is preferable that the frequency be lower than the commercial frequency (50 or 60 Hz).

【0035】また、本発明に利用可能なタンディッシュ
の形式には特に限定はなく、旋回式のタンディッシュ、
旋回槽と浮上槽とを有する2槽式のタンディッシュ等、
公知のタンディッシュが各種利用可能である。
There is no particular limitation on the type of tundish that can be used in the present invention.
A two-tank tundish with a swirl tank and a floating tank, etc.
Various known tundishes are available.

【0036】以上、本発明の溶融金属流動制御可能なタ
ンディッシュ装置について詳細に説明したが、本発明は
以上の例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範
囲において、各種の改良および変更を行ってもよいのは
もちろんである。
Although the tundish apparatus capable of controlling the flow of molten metal according to the present invention has been described in detail, the present invention is not limited to the above examples, and various improvements and modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Of course, changes may be made.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の溶
融金属流動制御可能なタンディッシュ装置によれば、プ
ラズマアークを利用して電磁ブレーキの作用を発現し、
タンディッシュ内における溶鋼の流れを抑制して、溶鋼
滞留時間を好適に長時間化することができる。そのた
め、溶鋼に混在する非金属介在物等を良好に浮上分離し
て、清浄な溶鋼のみをモールドに注入することが可能で
ある。しかも、プラズマアークを溶鋼に向かって射出す
るので、プラズマアークによるタンディッシュ内での溶
鋼加熱の効果も同時に得ることができ、より高品質のス
ラブを安定して製造することが可能である。また、加熱
装置も兼ねる結果となるため、設備的にも安価である。
As described above in detail, according to the tundish apparatus of the present invention capable of controlling the flow of molten metal, the function of the electromagnetic brake is exhibited by utilizing the plasma arc.
By suppressing the flow of the molten steel in the tundish, the residence time of the molten steel can be appropriately lengthened. Therefore, it is possible to satisfactorily levitate and separate nonmetallic inclusions and the like mixed in the molten steel, and to inject only clean molten steel into the mold. In addition, since the plasma arc is injected toward the molten steel, the effect of heating the molten steel in the tundish by the plasma arc can be obtained at the same time, and a slab of higher quality can be stably manufactured. In addition, since the heating device also serves as a result, the equipment is inexpensive.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(a)および(b)は本発明の溶融金属流動制
御可能なタンディッシュ装置の概略図であって、(a)
は上面断面図、(b)は正面断面図である。
1 (a) and 1 (b) are schematic views of a tundish apparatus capable of controlling the flow of a molten metal according to the present invention, wherein (a)
Is a top sectional view, and (b) is a front sectional view.

【図2】本発明の溶融金属流動制御可能なタンディッシ
ュ装置において、プラズマトーチの間隔と電流の流れと
の関係を説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining the relationship between the interval between plasma torches and the flow of current in a tundish device capable of controlling molten metal flow according to the present invention.

【図3】本発明の溶融金属流動制御可能なタンディッシ
ュ装置において、プラズマトーチの間隔と介在物除去効
果との関係を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a relationship between an interval between plasma torches and an effect of removing inclusions in a tundish device capable of controlling molten metal flow according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 タンディッシュ装置10 12,14 プラズマトーチ 16,18 プラズマアーク 20 駆動電源 30 溶鋼 32 取鍋 34 ロングノズル 36 タンディッシュ 38 イマージョンノズル 40 モールド 42 鋳片サポートロール 44 本体 46 蓋体 48 堰 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Tundish apparatus 10 12,14 Plasma torch 16,18 Plasma arc 20 Drive power supply 30 Molten steel 32 Ladle 34 Long nozzle 36 Tundish 38 Immersion nozzle 40 Mold 42 Slab support roll 44 Main body 46 Cover 48 Weir

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−15951(JP,A) 特開 平4−89160(JP,A) 特開 平3−124351(JP,A) 特開 昭61−255750(JP,A) 特開 昭59−220264(JP,A) 特開 平6−114511(JP,A) 特開 昭59−163062(JP,A) 特開 昭59−202144(JP,A) 特開 昭59−202142(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B22D 11/10 B22D 41/015──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-5-15951 (JP, A) JP-A-4-89160 (JP, A) JP-A-3-124351 (JP, A) JP-A-61- 255750 (JP, A) JP-A-59-220264 (JP, A) JP-A-6-114511 (JP, A) JP-A-59-163062 (JP, A) JP-A-59-202144 (JP, A) JP-A-59-202142 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) B22D 11/10 B22D 41/015

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】溶融金属の注入部および排出部を有するタ
ンディッシュと、 前記タンディッシュの注入部から排出部に至る溶融金属
の流れ方向に水平に配置された、複数のプラズマトー
チ、あるいはプラズマトーチおよび対極と、 前記複数のプラズマトーチ、あるいはプラズマトーチお
よび対極の間に設置された前記プラズマトーチの駆動電
源とを備え、 前記複数のプラズマトーチ、あるいはプラズマトーチお
よび対極を所定距離間隔で配置することにより、前記プ
ラズマトーチ間、あるいはプラズマトーチおよび対極の
間に発生するプラズマアークを経て溶融金属内を流れる
電流により発生する磁場によって、前記タンディッシュ
内を流れる溶融金属に制動電磁力を与えることを特徴と
する溶融金属流動制御可能なタンディッシュ装置。
1. A tundish having a molten metal injection part and a discharge part, and a plurality of plasma torches or plasma torches arranged horizontally in a flow direction of the molten metal from the injection part to the discharge part of the tundish. And a counter electrode, and a drive power supply for the plurality of plasma torches, or the plasma torch provided between the plasma torch and the counter electrode, and arranging the plurality of plasma torches or the plasma torch and the counter electrode at a predetermined distance. By applying a braking electromagnetic force to the molten metal flowing in the tundish by a magnetic field generated by a current flowing in the molten metal through a plasma arc generated between the plasma torch or between the plasma torch and the counter electrode. Tundish device capable of controlling molten metal flow.
【請求項2】前記プラズマトーチの位置が、前記タンデ
ィッシュ内の溶融金属の液面高さに追従するように構成
された請求項1に記載の溶融金属流動制御可能なタンデ
ィッシュ装置。
2. The tundish apparatus according to claim 1, wherein the position of the plasma torch is configured to follow the liquid level of the molten metal in the tundish.
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