JP5053226B2 - 連続鋳造用タンディッシュ - Google Patents

Description

本発明は、取鍋から鋳型に溶鋼を供給する際に用いられる連続鋳造用タンディッシュに関する。

鋼の連続鋳造においては、精錬工程で成分と温度を調整された溶鋼は、取鍋により連続鋳造工程に輸送される。輸送された溶鋼は、連続鋳造機の鋳型に注入されるが、取鍋から直接鋳型に注入すると、溶鋼の流量の制御が難しい。またその一方で、取鍋を交換しつつ、鋳型に継続的に溶鋼を供給して、鋳造を連続的に行う必要がある。このため、一般的に、取鍋の溶鋼は、注入ノズルなどを通じて一旦タンディッシュと呼ばれる中間容器内に注入され、タンディッシュ内で流量調整された後、鋳型内に供給されている。

上述のタンディッシュは、種々の形のものが存在するが、舟型のものが多く用いられている。注入ノズルからタンディッシュの中央部に溶鋼が供給され、舟の舳先に相当する両端部の流出口から２つの連続鋳造機の鋳型に耐火物のノズルを通じて溶鋼が流出される。タンディッシュの両端部の流出口には、例えば上下に移動して流出口の開口面積を調整する棒状のストッパーが設けられており、このストッパーによりタンディッシュ内の溶鋼の流量制御が行われている。

タンディッシュは、上述のように流量を制御しつつ溶鋼を鋳型に供給する機能を持つほかに、鋼の精錬時に不可避的に混入した酸化物であるスラグや、脱酸のために添加されたアルミから生成されるアルミナなどの非金属介在物を、その比重が鋼の比重よりも小さいことを利用してタンディッシュ内で浮上分離させる機能を有している。これにより、溶鋼中の大量の非金属介在物やスラグがそのまま鋳型内に供給され鋳片に混入することがなく、非金属介在物などが原因で生じる圧延時の疵などを抑制できる。

タンディッシュから鋳型に供給される溶鋼中の介在物は、少なければ少ないほどよい。このため、従来よりタンディッシュにおける介在物の浮上分離機能を向上させるために、タンディッシュ内に堰を設けることが行われている。例えば特許文献１に開示されているように、タンディッシュ内の溶鋼流路の同じ位置に上下方向に上堰と下堰を設け、これら上堰と下堰の間に、最大溶鋼流路断面積の２０％以下の開口面積を有し、溶鋼を通過させるためのスリットを形成している。また例えば特許文献２に開示されているように、タンディッシュ内に堰を設けると共に、当該堰の下部に溶鋼を通過させるための貫通孔を形成している。このような堰により、タンディッシュ内の溶鋼の流動を調整して、直接流出口に向かう溶鋼の流れが抑制される。このようにして、介在物を浮上させ易くして、介在物を溶鋼から分離している。

特開２００７−９０４２４号公報 特開平５−３１８０５１号公報

しかしながら、特許文献１のタンディッシュを用いた場合、定常操業時に溶鋼中の介在物を分離除去できるが、操業を停止した際に、下堰の上流側の溶鋼は、下堰に堰き止められて下流側に流れずタンディッシュ内に残留してしまう。このように下堰の上流側に残留する残溶鋼はその後廃棄されるため、鋼の歩留まり落ちが生じる。

この点、特許文献２のタンディッシュを用いた場合には、堰の下部に貫通孔が形成されているので、操業を停止しても、堰の上流側の残溶鋼が貫通孔を通過して下流側に流れ、タンディッシュ内に残留する残溶鋼を少量に抑えることができる。しかしながら、単に堰の下部に貫通孔を設けただけでは、定常操業時に、タンディッシュ内に供給された溶鋼の一部が貫通孔を通過して直接流出口に流れる場合がある。この場合、溶鋼中の介在物も直接流出口に流れるので、タンディッシュ内で介在物を十分に分離除去することができない。そうすると、介在物を含む溶鋼が鋳型に流れてしまい、最終的に製造される鋼の品質が低下する。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、連続鋳造用のタンディッシュにおいて、溶鋼中の介在物を十分に分離除去しつつ、鋼の歩留まりを向上させることを目的とする。

前記の目的を達成するため、本発明は、鋼の連続鋳造用のタンディッシュであって、取鍋からの溶鋼の流入部と鋳型への溶鋼の流出部との間の溶鋼流路には、上堰と下堰が設けられ、前記上堰と前記下堰は、溶鋼流路上の同じ位置に上下方向に配置され、前記上堰と前記下堰との間であって、定常操業時のタンディッシュ内の溶鋼湯面よりも下に、溶鋼が通過するスリットが形成され、前記下堰には、操業停止時に当該下堰の上流側に残存する残溶鋼が通過する排出孔が形成され、前記排出孔の下端とタンディッシュ内底面間の距離は下記式（１）を満たし、かつ、前記排出孔の高さは下記式（２）を満たし、かつ、前記スリット及び前記排出孔の開口面積は下記式（３）を満たすことを特徴としている。なお、下記式（３）における最大の溶鋼流路断面積Ｓ_０とは、定常操業時における最大流量時の溶鋼流路断面積をいう。
Ｈ≧０．１・・・・・（１）
ｈ≦２ｔ・・・・・（２）
Ｓ_２≦０．２Ｓ_１≦０．０４Ｓ_０・・・・・（３）
但し、Ｈ：排出孔の下端とタンディッシュ内底面間の距離（ｍ）、ｈ：排出孔の高さ（ｍ）、ｔ：下堰の厚み（ｍ）、Ｓ_０：最大の溶鋼流路断面積（ｍ^２）、Ｓ_１：スリットの開口面積（ｍ^２）、Ｓ_２：排出孔の開口面積（ｍ^２）

発明者らは、排出孔をタンディッシュの底部よりある程度上方に形成すれば、定常操業時に、従来のようにタンディッシュ内に供給された溶鋼が直接排出孔を通過しなくなると考えた。そこで、このような排出孔の条件として、上記式（１）〜式（３）を実験等により導出した。これら式（１）〜式（３）の詳細については後述する。このように上記式（１）〜式（３）を満たす排出孔を形成した本発明によれば、定常操業時において、流入部から供給された溶鋼が上下方向の上堰と下堰によって下流側への流れを阻まれて、上堰と下堰の上流側で滞留し攪拌される。これにより、溶鋼中の微小な介在物が凝集粗大化し、その一部は浮上して除去される。その後、溶鋼は、スリットを通過し整流化され、その溶鋼中に含まれる粗大化した介在物は、流出部に至るまでの間に浮上し分離される。また、この定常操業時において、流入部から供給された溶鋼は、上述のように上堰と下堰の上流側で攪拌されるが、下堰の中央部に形成された排出孔の上流側の溶鋼は、下堰に沿って上昇する。そうすると、ベルヌーイの定理により排出孔の上流側の溶鋼は下流側の溶鋼よりも圧力が低くなるため、上流側の溶鋼が排出孔を通過して下流側に流出することはない。また、排出孔の上流側と下流側の溶鋼の圧力差が大きくなると、排出孔の下流側から上流側への溶鋼の逆流が発生し、上流側の溶鋼が排出孔を通過して下流側に流出するのを確実に防止できる。これにより、定常操業時に、溶鋼中の介在物が排出孔を通過して下流側に流れ出ることがなく、スリットのみから溶鋼を下流側に流出させて、溶鋼中の介在物を十分に分離除去することができる。その後、操業を停止すると、上堰と下堰の上流側での溶鋼の攪拌が停止する。そして、排出孔の上流側の溶鋼の上昇流が消滅し、排出孔の上流側と下流側の溶鋼の圧力差がなくなる。そうすると、下堰に堰き止められて上流側に残存する残溶鋼の大部分が排出孔を通過して下流側に流れる。したがって、操業停止後に下堰の上流側に残留する残溶鋼を従来よりも極めて少量にすることができ、鋼の歩留まりを向上させることができる。

前記上堰の上流側の側面が、前記下堰の上流側の側面よりも上流側に張り出していてもよい。

前記排出孔は、前記下堰の幅方向（タンディッシュ内における溶鋼流路、すなわちタンディッシュ内における流入部から流出部へと向かう流路と直交する方向）の中央部に形成されるのが好ましい。

本発明によれば、溶鋼中の介在物を十分に分離除去しつつ、鋼の歩留まりを向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかるタンディッシュ１の構成の概略を示す縦断面の説明図である。図２は、タンディッシュ１の横断面の説明図である。

例えばタンディッシュ１は、図１及び図２に示すように外形が水平方向に長い細長形状に形成され、内部に溶鋼Ｍを貯留できる。例えばタンディッシュ１の中央付近の天井面１ａには、流入部としての注入ノズル１０が下方向に向けて挿入されている。この注入ノズル１０により、上方の取鍋１１からタンディッシュ１内に溶鋼Ｍを流入させることができる。タンディッシュ１の端部付近の底面１ｂには、流出部としての流出口１２が形成されている。流出口１２には、図示しない連続鋳造機の鋳型に連通するノズル１３が接続されている。この流出口１２とノズル１３により、タンディッシュ１内の溶鋼Ｍを鋳型に供給できる。タンディッシュ１内には、注入ノズル１０から溶鋼Ｍが流入され、流出口１２から排出されるので、注入ノズル１０側（上流側）から流出口１２側（下流側）に向かって溶鋼Ｍの流れ（便宜上、溶鋼流路Ｆと記載する）が形成される。

流出口１２の上方には、流量調節棒１４が設けられている。流量調節棒１４は、上下動して流出口１２の開口面積を変えて、タンディッシュ１内の溶鋼Ｍの流量を調整できる。

タンディッシュ１内であって、注入ノズル１０と流出口１２との間には、板状の耐火物で構成された上堰２０と下堰２１が設けられている。上堰２０と下堰２１は、溶鋼流路Ｆ上の同じ位置に上下方向に配置されている。上堰２０は、例えばタンディッシュ１の側壁面１ｃに固定されて、形成されている。これにより、例えば上堰２０の上流側で浮上したスラグを上堰２０により的確に捕集できる。下堰２１は、タンディッシュ１の底面１ｂに固定され、底面１ｂから上方向に向けて形成され、上堰２０と対向している。これにより、注入ノズル１０から供給された溶鋼Ｍの流れが下堰２１により十分に堰き止められるので、流速の速い溶鋼Ｍがそのまま後述するスリット２２に流れ込むことを防止できる。

図１に示すように上堰２０と下堰２１との間には、溶鋼Ｍが通過するスリット２２が形成されている。スリット２２は、定常操業時のタンディッシュ１内の溶鋼Ｍの湯面Ｍ_１よりも下に形成されている。なお、後述するように上堰２０と下堰２１の上流側（注入ノズル１０側）で溶鋼Ｍの攪拌流を十分に発生させるため、スリット２２の下端の位置は注入ノズル１０の下端の位置よりも上方に設定されるのが好ましい。スリット２２は、図３に示すように例えばタンディッシュ１の幅方向の両端部にわたり略長方形又は略台形に形成されている。スリット２２は、下記式（４）に示すように、開口面積Ｓ_１が例えば最大溶鋼流路断面積Ｓ_０（最大流量時の溶鋼流路断面積）の２０％以下になるように形成されている。つまり、湯面Ｍ_１が安定する定常操業時に、上堰２０、下堰２１及びスリット２２の溶鋼Ｍに浸かる部分の総面積の２０％以下になるように、スリット２２の開口面積Ｓ_１が設定されている。スリット２２の開口面積Ｓ_１を最大溶鋼流路断面積Ｓ_０の２０％以下としたのは、本発明者が水モデル実験を行い、スリット２２により溶鋼Ｍの整流化を実現することが可能な上限値であることを確認したことに基いている。
Ｓ_１≦０．２Ｓ_０・・・・・（４）
但し、Ｓ_０：最大の溶鋼流路断面積（ｍ^２）、Ｓ_１：スリット２２の開口面積（ｍ^２）
ちなみに、スリット２２の開口面積Ｓ_１の下限値は特に規定するものではないが、鋳型への溶鋼Ｍの供給を充分に確保する場合は、スリット２２の開口面積Ｓ_１を最大溶鋼流路断面積Ｓ_０の１０％以上とすることが好ましい。

図１及び図３に示すように、例えば下堰２１の幅方向（溶鋼流路Ｆと直交する方向、すなわち図３中のＸ方向）の中央部には、操業停止時に下堰２１の上流側に残存する残溶鋼を下流側に通過させる排出孔２３が形成されている。排出孔２３は、例えば略長方形に形成されている。排出孔２３は、図４及び下記式（１）に示すように、排出孔２３の下端とタンディッシュ１の底面１ｂとの間の距離Ｈが０．１ｍ以上になるように形成されている。また排出孔２３は、下記式（２）に示すように、排出孔２３の高さｈが下堰２１の厚みｔの２倍以下になるように形成されている。さらに排出孔２３は、図３及び下記式（５）に示すように、排出孔２３の開口面積Ｓ_２がスリット２２の開口面積Ｓ_１の２０％以下になるように形成されている。そして上記式（４）と下記式（５）から、最大溶鋼流路断面積Ｓ_０、スリット２２の開口面積Ｓ_１及び排出孔２３の開口面積Ｓ_２との関係は下記式（３）を満たしている。なお、排出孔２３の個数は、複数であってもよいが１つであるのが好ましい。また、排出孔２３の下端とタンディッシュ１の底面１ｂとの間の距離Ｈは０．１ｍ、排出孔２３の高さｈは０．０５ｍ、排出孔２３の開口面積Ｓ_２はスリット２２の開口面積Ｓ_１の２０％であることが好ましい。
Ｈ≧０．１・・・・・（１）
ｈ≦２ｔ・・・・・（２）
Ｓ_２≦０．２Ｓ_１・・・・・（５）
Ｓ_２≦０．２Ｓ_１≦０．０４Ｓ_０・・・・・（３）
但し、Ｈ：排出孔２３の下端とタンディッシュ内底面１ｂとの間の距離（ｍ）、ｈ：排出孔２３の高さ（ｍ）、ｔ：下堰２１の厚み（ｍ）、Ｓ_０：最大の溶鋼流路断面積（ｍ^２）、Ｓ_１：スリット２２の開口面積（ｍ^２）、Ｓ_２：排出孔２３の開口面積（ｍ^２）

発明者らは、上記式（１）〜式（３）を導出するために、溶鋼と同じ動粘性係数を有し、相似則により溶鋼と同じ流れを再現することができる水モデルを用いて実験を行った。本水モデル実験の際に、下記５つのパラメータを条件（ａ）〜（ｅ）で変更させて実験を行った。そして、定常操業時に流出口１２から流出する介在物の個数が許容範囲となり、かつ、操業停止時に下堰２１の上流側に残留する溶鋼が最少量となる条件を確認し、上記式（１）〜式（３）を導出した。
（ａ）注入ノズル１０から供給される溶鋼Ｍの流量：１０、２０、３０（リットル／ｓ）
（ｂ）排出孔２３の下端とタンディッシュ内底面１ｂとの間の距離Ｈ：０．０５、０．１、０．１５（ｍ）
（ｃ）下堰２１の厚みｔ：
０．０５、０．１（ｍ）
（ｄ）排出孔２３の高さｈ：０．０５、０．１、０．１５、０．２、０．２５（ｍ）
（ｅ）スリット２２に対する排出孔２３の開口面積比Ｓ_２／Ｓ_１：０．１５、０．２、０．２５
ちなみに、排出孔２３の下端とタンディッシュ１の底面１ｂとの間の距離Ｈの上限値は特に規定するものではないが、操業停止時に残溶鋼をなるべく少なくするという観点から０．２ｍ以下とすることが好ましい。また、排出孔２３の高さｈは、排出孔２３の開口面積Ｓ_２と排出孔２３の形状により、一義的に決まるため、下限値は特に規定するものではない。さらに、排出孔２３の開口面積Ｓ_２の下限値は特に規定するものではないが、操業停止時において鋳型への溶鋼Ｍの供給を充分に確保する場合は、０．０１ｍ^２以上とすることが好ましい。

次に、以上のように構成されたタンディッシュ１の作用について説明する。

先ず取鍋１１から注入ノズル１０を介してタンディッシュ１内に溶鋼Ｍが供給される。注入ノズル１０から供給された溶鋼Ｍは、注入ノズル１０の径よりも広がりつつタンディッシュ１の底面１ｂに衝突し、下堰２１に向かって流れる。そして図５に示すように定常操業時、すなわち溶鋼Ｍの湯面Ｍ_１が所定の高さで安定すると、注入ノズル１０から供給され下堰２１に向かう溶鋼Ｍは、下堰２１に衝突し、湯面Ｍ_１に向かって上昇流を形成する。溶鋼Ｍの上昇流の流速は、溶鋼Ｍが上昇するにつれて減速するため、一部の溶鋼Ｍがスリット２２を通過して下流側へ流出すると共に、残りの溶鋼Ｍが湯面Ｍ_１に向かって流れ、上堰２０と下堰２１の上流側で上下方向に対流し攪拌される。このとき、このような溶鋼Ｍの攪拌流により、溶鋼Ｍ中の微小な介在物が、相互に凝集して、粗大化する。溶鋼Ｍ中のスラグの大部分は、上堰２０と下堰２１の上流側において浮上し上堰２０に捕集される。また、凝集粗大化した介在物の一部も、この上堰２０と下堰２１の上流側において浮上し上堰２０に捕集される。

この定常操業時において、排出孔２３の上流側では、図６に示すように、上述した攪拌流により、下堰２１に沿って上昇する溶鋼Ｍａの上昇流が発生する。そうすると、ベルヌーイの定理により排出孔２３の上流側の溶鋼Ｍａの圧力が下流側の溶鋼Ｍｂの圧力よりも低くなり、下流側の溶鋼Ｍｂが排出孔２３を通過して上流側に流れる逆流が生じる。したがって、この逆流により上流側の溶鋼Ｍａは排出孔２３を通過して下流側に流出しない。つまり、上流側の溶鋼Ｍａ中に含まれる介在物が下流側に流出することがない。なお、排出孔２３の上流側と下流側の圧力差が小さく、下流側の溶鋼Ｍｂの逆流が発生しない場合であっても、上流側の溶鋼Ｍａの圧力が下流側の溶鋼Ｍｂの圧力より低いため、少なくとも溶鋼Ｍａが排出孔２３を通過して下流側に流出することはない。

このように上堰２０と下堰２１の上流側の溶鋼Ｍは、スリット２２のみを通過し整流化されて下流側に流れる。溶鋼Ｍ中の凝集粗大化された介在物は、溶鋼Ｍとの比重差が大きくなっており、スリット２２から流出口１２に到達するまでの間に浮上し分離される。スリット２２を通過した少量のスラグも浮上し分離される。

介在物とスラグが除去された溶鋼Ｍは、流出口１２から流出し、ノズル１３を通じて連続鋳造機の鋳型に供給される。

その後、注入ノズル１０からの溶鋼Ｍの供給を止め操業を停止すると、上堰２０と下堰２１の上流側の攪拌が停止する。そして、排出孔２３の上流側の溶鋼Ｍａの上昇流が消滅し、排出孔２３の上流側の溶鋼Ｍａと下流側の溶鋼Ｍｂとの圧力差がなくなる。そうすると、操業停止後に、図７に示すように上堰２０と下堰２１の上流側に残存する残溶鋼Ｎの湯面Ｎ_１がスリット２２よりも下方になっても、排出孔２３よりも上方の残溶鋼Ｎは、排出孔２３を通過して下流側に流れ、流出口１２から鋳型に流出する。

以上の実施の形態によれば、タンディッシュ１内に、上堰２０と下堰２１を上下に配置し、上堰２０と下堰２１との間にスリット２２を形成した。これにより、定常操業時に、上堰２０及び下堰２１の上流側において、溶鋼Ｍの介在物が攪拌されるので、微小な介在物を凝集粗大化でき、その一部を浮上させて上堰２０で捕集することができる。また、スリット２２により溶鋼Ｍの流れを整流化できるので、スリット２２から流出口１２までの間に、粗大化した介在物を浮上させ分離することができる。また、この定常操業時において、排出孔２３の上流側の溶鋼Ｍａは下堰２３に沿って上昇するので、排出孔２３において、上流側の溶鋼Ｍａは下流側の溶鋼Ｍｂよりも圧力が低くなり、下流側の溶鋼Ｍｂは上流側へ逆流する。これにより、上流側の溶鋼Ｍａ中の介在物が排出孔２３を通過して下流側に流出することがなく、スリット２２のみから溶鋼Ｍを下流側に流出させて、溶鋼Ｍ中の介在物を十分に分離除去することができる。したがって、鋳型に介在物が入り込むことを防止でき、品質要求のより高い製品を製造することができる。

また、操業停止時においては、上堰２０と下堰２１の上流側の攪拌が停止し、排出孔２３の上流側の溶鋼Ｍａの上昇流と下流側の溶鋼Ｍｂの逆流が消滅する。これにより、下堰２１の上流側に残存する残溶鋼Ｎの大部分が排出孔２３を通過して下流側に流出する。したがって、操業停止後に下堰２１の上流側に残留する残溶鋼Ｎを従来よりも極めて少量にすることができるため、従来廃棄していた残溶鋼Ｎを有効に利用することができ、鋼の歩留まりを向上させることができる。

さらに、排出孔２３が下堰２１の幅方向の中央部に形成されていると、排出孔が下堰の端部に形成される場合に比べて、定常操業時に発生する排出孔２３の上流側の溶鋼Ｍａの上昇流の流速が速くなるため、好ましい。つまり、注入ノズル１０がタンディッシュ１の幅方向の中央部に設けられているため、これに対応して下堰２１の排出孔２３が下堰２１の幅方向の中央部に形成されていることにより、排出孔２３の上流側の溶鋼Ｍａと下流側の溶鋼Ｍｂの圧力差がより大きくなる。これにより、定常操業時に下流側の溶鋼Ｍｂの逆流を確実に発生させることができ、上流側の溶鋼Ｍａが排出孔２３を通過して下流側に流出するのを確実に防止することができる。

以上の実施の形態では、上堰２０と下堰２１が同じ厚みで形成されていたが、図８に示すように上堰２０が下堰２１よりも厚く、上堰２０の上流側の側面２０ａが下堰２１の上流側の側面２１ａよりも上流側に張り出していてもよい。かかる場合、注入ノズル１０から下方向に向けて流入した溶鋼Ｍが下堰２１に沿って上昇し、上堰２０の下端面に衝突する。衝突した溶鋼Ｍは、注入ノズル１０側に向かって流れて対流する。このように、溶鋼Ｍの上昇流が弱められるので、例えば注入ノズル１０から溶鋼Ｍが高速供給された場合にも、湯面Ｍ_１を穏やかな状態に保ち、上昇流による湯面Ｍ_１付近のスラグの巻き込みを抑制できる。

長さ７ｍ、幅１．５ｍ、深さ１ｍの２ストランド用タンディッシュを用いて、下記の種々の条件において、定常操業時にタンディッシュを通過して鋳型に流出した溶鋼中の非金属介在物の個数と、操業停止時にタンディッシュ内に残留する残溶鋼量とを調査する実験を行った。なお、本実施例において、取鍋からタンディッシュへ溶鋼を供給する注入ノズルの径は、０．２ｍである。

本実施例では、図９に示すように下堰２１に排出孔を形成しないタンディッシュ１００を用いた場合と、先に図１に示したように下堰２１に排出孔２３を形成したタンディッシュ１を用いた場合の２通りの条件で実験を行った。なお、タンディッシュ１００の構成は、排出孔の有無以外のタンディッシュ１の構成と同一であるので、説明を省略する。これらタンディッシュ１とタンディッシュ１００のスリット２２の開口面積は、共に最大溶鋼流路断面積の２０％とし、上記式（３）の右不等式を満たしている。また下堰２１の厚みｔが０．２ｍのものを用いたため、排出孔２３が形成されたタンディッシュ１において、排出孔２３は、その高さｈが上記式（２）を満たす０．１ｍの矩形断面で形成した。またスリット２２に対する排出孔２３の開口面積比Ｓ_２／Ｓ_１としては、１５％、２０％、２５％の３通りの条件で実験を行った。さらにタンディッシュ１の底面１ｂと排出孔２３の下端との間の距離Ｈとしては、０ｍ、０．０５ｍ、０．１ｍ、０．１５ｍの４通りの条件で実験を行った。

そして、非金属介在物の個数の調査では、鋳型内の溶鋼サンプル１００ｇを電解抽出法により非金属介在物のみを抽出し、直径が７５〜１２５μｍの非金属介在物の個数を計測した。本実施例では、直径７５〜１２５μｍの非介在物が鋼の品質に悪影響を及ぼすことを、通常の操業で確認していたことから、かかる直径の非介在物の個数を計測した。また、残溶鋼量の調査では、操業停止後、溶鋼が鋳型に流出しなくなった状態でタンディッシュ内に残留する残溶鋼量を計測した。

以上の条件で実験を行った結果を表１に示す。表１中、下堰に形成された排出孔の条件が上記式（１）及び式（３）を共に満たしていれば「○」が示され、式（１）又は式（３）のいずれかを満たしていなければ「×」が示されている。なお、上述したように上記式（２）及び式（３）の右不等式については、試験Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８のすべての条件において満たされている。また、表１中の介在物個数指標は、排出孔を設けない場合（試験Ｎｏ．１）の非金属介在物の個数を１として、各条件における非金属介在物の個数の比率を示している。表１中の残溶鋼比は、排出孔を設けない場合（試験Ｎｏ．１）の残溶鋼量を１として、各条件における残溶鋼量の比率を示している。

表１を参照すると、排出孔を設けた場合（試験Ｎｏ．２〜Ｎｏ．８）には、残溶鋼比が０〜０．２１であった。これによって、下堰に排出孔を設けた場合、操業停止時の残溶鋼量を極めて少量にすることができ、鋼の歩留まりを向上させることができることが分かった。

しかしながら、試験Ｎｏ．２及びＮｏ．３では、排出孔の面積比Ｓ_２／Ｓ_１は上記式（３）を満たしているが、排出孔の底面からの距離Ｈが上記式（１）を満たしていない。また、試験Ｎｏ．８では、排出孔の底面からの距離Ｈは上記式（１）を満たしているが、排出孔の面積比Ｓ_２／Ｓ_１が上記式（３）を満たしていない。このように、上記式（１）又は式（３）のいずれかを満たしていない場合、介在物個数指標は２〜５であった。すなわち、定常操業時に溶鋼が排出孔を通過して下流側に流れ、溶鋼中の介在物が増加したことが分かった。

これに対して、試験Ｎｏ．４〜Ｎｏ．７では、排出孔が上記式（１）及び式（３）を共に満たしている。この場合、介在物個数指標は１であった。すなわち、排出孔の下流側から上流側への溶鋼の逆流が発生し、排出孔から介在物を含む溶鋼が下流側に流れ出ないため、溶鋼中の介在物を十分に除去することができた。以上のことから、排出孔が上記式（１）〜式（３）のすべてを満たす場合、定常操業時の溶鋼中の介在物を十分除去しつつ、操業停止時の残溶鋼を極めて少量にして、鋼の歩留まりを向上できることが分かった。

本発明は、連続鋳造用のタンディッシュを用いて、取鍋から鋳型に溶鋼を供給
する際に有用である。

本実施の形態にかかるタンディッシュの構成の概略を示す縦断面の説明図である。 本実施の形態にかかるタンディッシュの横断面の説明図である。 上堰、下堰、スリット及び排出孔を側面から見たタンディッシュの縦断面の説明図である。 排出孔の寸法及び位置を示したタンディッシュの縦断面の説明図である。 定常操業時のタンディッシュ内の溶鋼の流れの様子を示すタンディッシュの縦断面の説明図である。 定常操業時の排出孔付近の溶鋼の流れの様子を示すタンディッシュの縦断面の説明図である。 操業停止時のタンディッシュ内に残存する残溶鋼の流れの様子を示すタンディッシュの縦断面の説明図である。 上堰を下堰よりも上流側に張り出させた場合のタンディッシュの縦断面の説明図である。 実施例において、下堰に排出孔を形成しない場合のタンディッシュの縦断面の説明図である。

符号の説明

１ タンディッシュ
１０ 注入ノズル
１１ 取鍋
１２ 流出口
１３ ノズル
１４ 流量調節棒
２０ 上堰
２１ 下堰
２２ スリット
２３ 排出孔
Ｍ 溶鋼
Ｆ 溶鋼流路

Claims (3)

1. 鋼の連続鋳造用のタンディッシュであって、
   取鍋からの溶鋼の流入部と鋳型への溶鋼の流出部との間の溶鋼流路には、上堰と下堰が設けられ、
   前記上堰と前記下堰は、溶鋼流路上の同じ位置に上下方向に配置され、
   前記上堰と前記下堰との間であって、定常操業時のタンディッシュ内の溶鋼湯面よりも下に、溶鋼が通過するスリットが形成され、
   前記下堰には、操業停止時に当該下堰の上流側に残存する残溶鋼が通過する排出孔が形成され、
   前記排出孔の下端とタンディッシュ内底面間の距離は下記式（１）を満たし、
   かつ、前記排出孔の高さは下記式（２）を満たし、
   かつ、前記スリット及び前記排出孔の開口面積は下記式（３）を満たすことを特徴とする、連続鋳造用タンディッシュ。
   Ｈ≧０．１・・・・・（１）
   ｈ≦２ｔ・・・・・（２）
   Ｓ_２≦０．２Ｓ_１≦０．０４Ｓ_０・・・・・（３）
   但し、Ｈ：排出孔の下端とタンディッシュ内底面間の距離（ｍ）、ｈ：排出孔の高さ（ｍ）、ｔ：下堰の厚み（ｍ）、Ｓ_０：最大の溶鋼流路断面積（ｍ^２）、Ｓ_１：スリットの開口面積（ｍ^２）、Ｓ_２：排出孔の開口面積（ｍ^２）
2. 前記上堰の上流側の側面が、前記下堰の上流側の側面よりも上流側に張り出していることを特徴とする、請求項１に記載の連続鋳造用タンディッシュ。
3. 前記排出孔は、前記下堰の幅方向の中央部に形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の連続鋳造用タンディッシュ。

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