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JPH0818118B2 - Control method of fluctuation of molten metal level in continuous casting - Google Patents
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JPH0818118B2 - Control method of fluctuation of molten metal level in continuous casting - Google Patents

Control method of fluctuation of molten metal level in continuous casting

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JPH0818118B2
JPH0818118B2 JP16229886A JP16229886A JPH0818118B2 JP H0818118 B2 JPH0818118 B2 JP H0818118B2 JP 16229886 A JP16229886 A JP 16229886A JP 16229886 A JP16229886 A JP 16229886A JP H0818118 B2 JPH0818118 B2 JP H0818118B2
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molten metal
collision
immersion nozzle
mold
fluctuation
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俊雄 政岡
洋一 丹村
孝志 森
一生 沖本
融 北川
俊雄 手嶋
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日本鋼管株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、鋼の連続鋳造等において、鋳造条件因子
により鋳型内湯面変動を推定する湯面変動の制御方法に
関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for controlling a molten metal level fluctuation in which a molten metal level fluctuation in a mold is estimated by a casting condition factor in continuous casting of steel and the like.

[従来の技術] 鋼の連続鋳造においては、タンディッシュ内の溶鋼が
鋳型内の溶鋼に浸漬された浸漬ノズルを介して鋳型内に
注入される。浸漬ノズルの吐出口はノズル本体の軸方向
に対して傾斜しており、この吐出口から溶鋼は吐出され
る。一方、鋳型内湯面上には、鋳型内溶鋼を保温するパ
ウダが浮遊しており、このパウダは溶融すると鋳型と凝
固殻との間に介在して両者間を潤滑する作用も有する。
[Prior Art] In continuous casting of steel, molten steel in a tundish is poured into a mold through an immersion nozzle immersed in the molten steel in the mold. The discharge port of the immersion nozzle is inclined with respect to the axial direction of the nozzle body, and molten steel is discharged from this discharge port. On the other hand, a powder that keeps the molten steel in the mold warm floats on the surface of the molten metal in the mold, and when the powder melts, it intervenes between the mold and the solidified shell and has a function of lubricating the two.

[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、このタンディッシュからの溶鋼流によ
り、鋳型内湯面が変動するいわゆる湯暴れ現象が激しく
なると、湯面上のパウダが鋳型内溶鋼中に混入して鋳型
内の凝固界面に捕捉され、鋳片に介在物欠陥を発生させ
る。一方、鋳型内湯面が静か過ぎても、例えば、鋳型と
鋳片との間の溶融スラグによる潤滑が円滑になされない
等の問題点が生じる。
[Problems to be Solved by the Invention] However, when the molten steel flow from the tundish causes a so-called molten metal rampage phenomenon in which the molten metal surface in the mold fluctuates, powder on the molten metal surface mixes into the molten steel in the mold and It is trapped at the solidification interface inside and causes inclusion defects in the slab. On the other hand, even if the level of the molten metal in the mold is too quiet, there arises a problem that, for example, lubrication by molten slag between the mold and the slab is not smoothly performed.

この発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであっ
て、鋳型内の溶湯による湯面の変動を所定の範囲に制御
して高品質の鋳片を製造することができる連続鋳造にお
ける湯面変動の制御方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to manufacture a high-quality slab by controlling the fluctuation of the molten metal surface in the mold within a predetermined range, and the fluctuation of the molten metal surface in continuous casting. It aims at providing the control method of.

[問題点を解決するための手段] この発明に係る連続鋳造における湯面変動の制御方法
は、溶湯容器から浸漬ノズルを介して鋳型内に溶湯を注
入する肉厚スラブ用連続鋳造における湯面変動の制御方
法において、浸漬ノズルからの溶湯の吐出流量Qと、溶
湯流が鋳型内壁に衝突する際の衝突速度v及び衝突速度
θと、並びに溶湯流が鋳型内壁に衝突する位置の湯面か
らの衝突深さDと、の関数として下記数式(1)を用い
て求められる変動指数R(Q,v,θ,D)が1乃至10の範囲
に入るように、鋳造すべき鋳片の断面サイズが決まった
後に、浸漬ノズルの形状を選択し、浸漬ノズルからの溶
湯の吐出流量Qを制御し、浸漬ノズルへのガス吹き込み
量を制御することを特徴とする連続鋳造における湯面変
動の制御方法。
[Means for Solving the Problems] A method for controlling the fluctuation of the molten metal surface in continuous casting according to the present invention is a method for controlling the fluctuation of molten metal surface in continuous casting for thick slabs in which molten metal is injected into a mold from a molten metal container through an immersion nozzle. In the control method, the discharge flow rate Q of the molten metal from the immersion nozzle, the collision velocity v and the collision velocity θ when the molten metal flow collides with the inner wall of the mold, and the molten metal flow from the position where the molten metal collides with the inner wall of the mold. The cross-sectional size of the slab to be cast such that the variation index R (Q, v, θ, D) obtained by using the following mathematical expression (1) as a function of the collision depth D falls within the range of 1 to 10. After determining, the shape of the immersion nozzle is selected, the discharge flow rate Q of the molten metal from the immersion nozzle is controlled, and the amount of gas blown into the immersion nozzle is controlled. .

R=ρQv(1−sinθ)/4D …(1) 但し、ρ:溶湯密度(kg/m3)、 Q:溶湯流量(m3/秒)、 v:溶湯の衝突速度、 θ:溶湯の衝突角度、 D:溶湯の衝突深さ(m)。R = ρQv (1-sinθ) / 4D (1) where ρ: molten metal density (kg / m 3 ), Q: molten metal flow rate (m 3 / sec), v: molten metal collision speed, θ: molten metal collision Angle, D: Collision depth of molten metal (m).

浸漬ノズルからの噴流が鋳型短辺の内壁に衝突する直
前における噴流の速度をv、2つのうち1つの噴流の質
量をm0(=ρQ/2)、噴流の衝突角度をθとすると、1
つの噴流のもつ運動量はm0v(=ρQv/2)となり、この
垂直方向成分はm0vsinθとなる。さらに、噴流が鋳型短
辺の内壁に衝突した直後においては、噴流は内壁に沿っ
て上方に向かう質量muと下方に向かう質量mdの2つにわ
かれ、それぞれの速度は衝突直前の速度vであるので、
上方に向かう溶湯流の運動量はmuvとなり、下方に向か
う溶湯流の運動量はmdvとなる。垂直方向の運動量保存
の法則から次式が成立する。
When the jet velocity immediately before the jet from the immersion nozzle collides with the inner wall of the short side of the mold is v, the mass of one of the two jets is m 0 (= ρQ / 2), and the collision angle of the jet is θ.
The momentum of one jet is m 0 v (= ρQv / 2), and this vertical component is m 0 vsinθ. Further, immediately after the jet collides with the inside wall of the mold short side is jet was 2 Tsuniwaka mass m d toward the mass m u and downward upward along the inner wall, each of the speed collision just before the velocity v Therefore,
The upward momentum of the molten metal flow is m u v, and the downward momentum of the molten metal flow is m d v. The following equation holds from the law of conservation of momentum in the vertical direction.

m0vsinθ=mdv−muv 上式の両辺からvを消去して次式を導出する。m 0 vsin θ = m d v − m u v The following formula is derived by eliminating v from both sides of the above formula.

m0sinθ=md−mu また、噴流の鋳型短辺内壁への衝突前後における質量
保存の法則から次式が成立する。
m 0 sin θ = m d − m u Further , the following equation holds from the law of conservation of mass before and after the impingement of the jet on the inner wall of the short side of the mold.

m0=mu+md よって、これらの関係から上方質量muと下方質量md
それぞれ求めると、次に示す関係が得られる。
m 0 = m u + m d Therefore, when the upper mass m u and the lower mass m d are obtained from these relationships, respectively, the following relationships are obtained.

mu=m0・(1−sinθ)/2 =ρQ(1−sinθ)/4 md=m0・(1+sinθ)/2 =ρQ(1+sinθ)/4 以上のようにして湯面に直接的に影響を及ぼす上方へ
振り分けられる溶湯流の質量muが求まる。
m u = m 0 · (1-sin θ) / 2 = ρQ (1-sin θ) / 4 m d = m 0 · (1 + sin θ) / 2 = ρQ (1 + sin θ) / 4 The mass m u of the molten metal stream that is distributed upward that affects

次に、上方質量muの運動量(muv)は湯面近傍に到達
して湯面を揺らすまでに減衰するので、その減衰係数を
求める。鋳型内壁の衝突点で溶湯流が有していた衝突速
度vは、湯面に到達するまでに鋳型内壁等から受ける摩
擦力によって減衰し、湯面での溶湯流の速度vsとなる。
その減衰の程度を見積もる場合に、厚肉スラブ用の連続
鋳造機では長辺の幅に比べて短辺の幅は無視できないほ
ど広いので、「放射状壁面噴流の速度減衰モデル」を適
用する。このモデルではvs∝1/Dの関係にあり、n=1
となる。減衰係数として1/Dを上方質量muに乗じると、
湯面変動の程度を推定するために導入した概念として変
動指数R(Q,v,θ,D)が上記の数式(1)のように求ま
る。
Next, the momentum (m u v) of the upper mass m u is attenuated before reaching the vicinity of the molten metal surface and shaking the molten metal surface, so the damping coefficient is obtained. The collision velocity v of the molten metal flow at the collision point of the inner wall of the mold is attenuated by the frictional force received from the inner wall of the mold until reaching the molten metal surface, and becomes the velocity v s of the molten metal flow on the molten metal surface.
When estimating the degree of damping, the width of the short side cannot be ignored compared to the width of the long side in a continuous casting machine for thick-walled slabs, so the "velocity damping model of radial wall jet" is applied. In this model, there is a relationship of v s ∝1 / D, and n = 1
Becomes Multiplying the upper mass m u by 1 / D as the damping coefficient,
The variation index R (Q, v, θ, D) is obtained as the above-mentioned mathematical expression (1) as a concept introduced to estimate the degree of level variation.

さらに、この変動指数Rが1乃至10の範囲に入るよう
に、実際の湯面変動を検出し、その検出結果に基づき浸
漬ノズルの浸漬深さ、浸漬ノズルへのガス吹き込み量、
鋳型内溶湯への電磁撹拌強度のうち少なくとも1つを変
更する。これにより溶湯流の垂直上方成分の運動量を低
減させ、湯面の変動を抑制する。
Furthermore, the actual melt level fluctuation is detected so that this fluctuation index R falls within the range of 1 to 10, and based on the detection result, the immersion depth of the immersion nozzle, the amount of gas blown into the immersion nozzle,
At least one of the electromagnetic stirring strength to the molten metal in the mold is changed. This reduces the momentum of the vertically upper component of the molten metal flow and suppresses fluctuations in the molten metal surface.

[実施例] 本願発明者等は、鋳型内湯面の変動を支配する因子に
ついて、鋭意研究実験を重ねた結果、浸漬ノズルから吐
出した溶湯流が鋳型内壁に衝突して上方及び下方に分岐
する場合に、この湯面に向かう溶鋼上昇流の運動量が湯
面変動に大きく影響を与えていることに想到した。この
ような溶鋼流の運動量に対応する変動指数R(Q,v,θ,
D)としては、例えば、下記(1)式にて示すものがあ
る。
[Examples] The inventors of the present application conducted extensive research into factors governing the fluctuation of the molten metal surface in the mold, and as a result, when the molten metal flow discharged from the immersion nozzle collided with the inner wall of the mold and branched upward and downward. In addition, it was thought that the momentum of the rising flow of molten steel toward the molten metal surface had a great influence on the fluctuation of the molten metal surface. The variation index R (Q, v, θ, corresponding to the momentum of such molten steel flow
Examples of D) include those represented by the following formula (1).

R=ρQv(1−sinθ)/(4D) …(1) 但し、ρ:溶鋼密度(kg/m3)、 Q:溶鋼流量(m3/秒)、 v:溶鋼の衝突速度(m/秒)、 θ:溶鋼の衝突角度、 D:溶鋼の衝突深さ(m)。R = ρQv (1-sinθ) / (4D) (1) where ρ: molten steel density (kg / m 3 ), Q: molten steel flow rate (m 3 / sec), v: collision velocity of molten steel (m / sec) ), Θ: collision angle of molten steel, D: collision depth of molten steel (m).

この各溶鋼流動条件を示す因子を第1図に示す。浸漬
ノズル1は鋳型2内の溶鋼3中に浸漬されており、この
溶鋼の湯面上にはパウダ4が浮遊している。この場合
に、溶鋼流の中心の軌跡を矢印5にて示すが、溶鋼は浸
漬ノズル1の吐出口から鋳型内壁に向かってほぼ2次曲
線に沿って流動する。衝突角度θは、溶鋼が鋳型内壁に
衝突する際の溶鋼の流れ方向と、鋳型2の内壁に直交す
る方向とがなす角度として現される。衝突深さDは、こ
の溶鋼が鋳型内壁に衝突する位置と溶鋼湯面との間の距
離である。
The factors showing the molten steel flow conditions are shown in FIG. The immersion nozzle 1 is immersed in the molten steel 3 in the mold 2, and the powder 4 floats on the molten steel surface of the molten steel. In this case, the locus of the center of the molten steel flow is shown by the arrow 5, and the molten steel flows from the discharge port of the immersion nozzle 1 toward the inner wall of the mold along a quadratic curve. The collision angle θ is expressed as an angle formed by the flow direction of the molten steel when the molten steel collides with the inner wall of the mold and the direction orthogonal to the inner wall of the mold 2. The collision depth D is the distance between the position where this molten steel collides with the inner wall of the mold and the molten steel surface.

浸漬ノズル1の吐出口は通常2個であるが、この場合
に各吐出口から吐出される溶鋼の注入流量はQ/2とな
る。また、衝突前の速度(衝突速度)をvとすると、衝
突時の溶鋼流がもつ運動量はρQv/2となる。衝突後の溶
鋼流は上方へ(1−sinθ)/2、下方に(1+sinθ)/2
と振分けられる。従って、衝突後の上方に向かう溶鋼流
の運動量は、(ρQ/2)(1/2)v(1−sinθ)と現さ
れる。この衝突時に保有していた運動量は、溶鋼流が上
昇して湯面に到達するまでに減衰すると考えられる。こ
のため、溶鋼流が湯面に到達した時に保持している運動
量は、衝突時に保有していた運動量の1/Dn(通常、nは
約1)になると考えられる。従って、鋳型内溶鋼の上昇
流はその湯面において、下記(1)式にて示す運動量を
有している。
The dipping nozzle 1 normally has two discharge ports, but in this case, the injection flow rate of the molten steel discharged from each discharge port is Q / 2. When the velocity before collision (collision velocity) is v, the momentum of the molten steel flow at the time of collision is ρQv / 2. The molten steel flow after the collision is (1-sin θ) / 2 upwards and (1 + sin θ) / 2 downwards.
Is distributed. Therefore, the momentum of the upward molten steel flow after the collision is expressed as (ρQ / 2) (1/2) v (1-sin θ). It is considered that the momentum held at the time of the collision is attenuated by the time when the molten steel flow rises and reaches the molten metal surface. Therefore, it is considered that the momentum retained when the molten steel flow reaches the molten metal surface is 1 / D n (usually n is about 1) of the momentum retained at the time of collision. Therefore, the ascending flow of the molten steel in the mold has the momentum shown by the following equation (1) on the molten metal surface.

R=ρQv(1−sinθ)/(4D) …(1) この(1)式の中で、溶鋼の密度ρは定数として入力
すればよく、流量Qは鋳型鋳片サイズと鋳造速度により
決まる。一方、衝突角度θ及び衝突深さDは浸漬ノズル
1の吐出口からの溶鋼流動の軌跡から求めることができ
る。この軌跡は、浸漬ノズル1の中心から鋳型内壁に向
かう方向をx軸にとり、溶鋼吐出口から下方に向かう方
向をy軸にとって現すと、下記(2)式に示す回帰式に
より近似的に現すことができる。
R = ρQv (1-sinθ) / (4D) (1) In this equation (1), the density ρ of the molten steel may be input as a constant, and the flow rate Q is determined by the size of the mold slab and the casting speed. On the other hand, the collision angle θ and the collision depth D can be obtained from the trajectory of molten steel flow from the discharge port of the immersion nozzle 1. This locus can be approximately expressed by the regression equation shown in the following equation (2), where the x-axis is the direction from the center of the immersion nozzle 1 to the inner wall of the mold and the y-axis is the direction from the molten steel outlet. You can

y=(b1+a1α)G1x2 −(b2+a2α)G2x …(2) 但し、αは、浸漬ノズルの吐出口の傾斜角度(下向きを
正とする)であり、a1、a2、b1、b2は浸漬ノズル形状で
決まる定数である。浸漬ノズルの内壁に溶鋼中の介在物
が付着することを防止するため、浸漬ノズルの内側にAr
ガス等のガスを吹き込むことがあるが、この浸漬ノズル
へのガス吹き込みも、溶鋼の流動軌跡に影響を与える。
この吹き込みガスの量は、前記(2)におけるG1及びG2
に影響を及ぼすが、このG1及びG2は、下記(3)式にて
示される。
y = (b 1 + a 1 α) G 1 x 2 − (b 2 + a 2 α) G 2 x (2) where α is the inclination angle of the discharge port of the immersion nozzle (the downward direction is positive) , A 1 , a 2 , b 1 , b 2 are constants determined by the shape of the immersion nozzle. In order to prevent the inclusions in the molten steel from adhering to the inner wall of the immersion nozzle, Ar is placed inside the immersion nozzle.
Although gas such as gas may be blown in, the gas blown into this immersion nozzle also affects the flow trajectory of the molten steel.
The amount of this blown gas is G 1 and G 2 in (2) above.
G 1 and G 2 are represented by the following equation (3).

但し、θ1は、浸漬ノズルから吐出した直後の溶鋼流
の方向(実質吐出角)であり、Q1は、浸漬ノズルへのガ
ス吹き込み量である。また、c1、c2、m1、m2は浸漬ノズ
ルにより決まる定数である。θ1は、例えば、下記
(4)式にて現すことができる。
However, θ 1 is the direction (substantial discharge angle) of the molten steel flow immediately after being discharged from the immersion nozzle, and Q 1 is the amount of gas blown into the immersion nozzle. Further, c 1 , c 2 , m 1 , and m 2 are constants determined by the immersion nozzle. θ 1 can be expressed by the following equation (4), for example.

θ1=−tan-(dy/dx),(x=0.1) …(4) 回帰式(2)は、種々のα、Q、θ1及びQ1につい
て、連続鋳造の溶鋼流動をシミュレートする水モデル実
験によりその流動軌跡を求め、そのデータを下に回帰計
算を実施して求めることができる。この回帰式は浸漬ノ
ズルの形状によって異なる。つまり、浸漬ノズルは、第
2図に示すように、溶鋼がノズルの軸方向に対して傾斜
した下方にそのまま吐出される逆Y型、及び、第3図に
示すように、溶鋼が一旦ノズル底部に落下した後斜め下
方に吐出されるプール型等がある。また、その吐出口の
形状が円形のもの又は角形のもの等があり、その傾斜角
度も異なる。このように浸漬ノズルの形式が異なること
によって、吐出溶鋼流の流動軌跡が異なるので、前記流
動軌跡の回帰式は各ノズル形状毎に求めておく必要があ
る。なお、前記(2),(3)式の各定数はプール型の
円形状孔を有する浸漬ノズルについて下記の如くにな
る。
θ 1 = −tan (dy / dx), (x = 0.1) (4) The regression equation (2) simulates molten steel flow in continuous casting for various α, Q, θ 1 and Q 1. The flow trajectory can be obtained by a water model experiment, and a regression calculation can be performed based on the obtained data. This regression equation differs depending on the shape of the immersion nozzle. That is, as shown in FIG. 2, the immersion nozzle has an inverted Y-shape in which molten steel is discharged as it is downwardly inclined with respect to the axial direction of the nozzle, and as shown in FIG. There is a pool type, etc., which is discharged diagonally downward after it has fallen to. Further, there are discharge ports having a circular shape or a rectangular shape, and the inclination angles thereof are different. Since the flow path of the discharged molten steel flow differs depending on the type of the immersion nozzle, it is necessary to obtain the regression equation of the flow path for each nozzle shape. The constants of the expressions (2) and (3) are as follows for the immersion nozzle having a pool-shaped circular hole.

Q=0.005〜0.012m3/秒 Q1=0〜3.3×10-4m3/秒 a1=0.003 a2=0.01466 b1=0.1779 b2=0.2684 c1=0 c2=0.3551 m2=1.2739 水モデル実験により観察された溶湯の流動をビデオカ
メラにより記録し、この記録結果に基づいて求めた流動
軌跡のプロットと、その回帰式の一例を第4図に示す。
第4図において、横軸は浸漬ノズル中央からの水平距離
xであり、縦軸は溶鋼吐出開始点からの深さである。第
4図は溶湯流量が4.98トン/分の場合であり、第4図
(a)、(b)及び(c)は、夫々、浸漬ノズルの吐出
口の傾斜角度αが−15°、−35°及び−45°の場合のデ
ータである。これらのグラフ図から明らかなように、回
帰式と実験データとはよく対応しており、実験データの
回帰式からのバラツキは小さい。従って、各ノズル毎に
このような回帰式(回帰曲線)を求めておくことによ
り、浸漬ノズルから吐出した溶鋼の流動軌跡を推定する
ことができる。つまり、各タンディッシュに2個の浸漬
ノズルが設置されている場合には、各浸漬ノズルの中心
から鋳型壁までの距離は鋳型の鋳造断面の幅寸法wの1/
4であるから、xを(1/4)wとして前記(2)式に代入
すれば、衝突深さDはそのときのyの値として求まり、
衝突角度θは下記(5)式から求めることができる。
Q = 0.005 to 0.012 m 3 / sec Q 1 = 0 to 3.3 × 10 -4 m 3 / sec a 1 = 0.003 a 2 = 0.01466 b 1 = 0.1779 b 2 = 0.2684 c 1 = 0 c 2 = 0.3551 m 2 = 1.2739 The flow of the molten metal observed by the water model experiment was recorded by a video camera, and a plot of the flow locus obtained based on this recording result and an example of its regression equation are shown in Fig. 4.
In FIG. 4, the horizontal axis represents the horizontal distance x from the center of the immersion nozzle, and the vertical axis represents the depth from the molten steel discharge start point. FIG. 4 shows the case where the flow rate of the molten metal is 4.98 tons / min. In FIGS. 4 (a), (b) and (c), the inclination angle α of the discharge port of the immersion nozzle is −15 ° and −35, respectively. Data for ° and −45 °. As is clear from these graphs, the regression equation and the experimental data correspond well, and the variation of the experimental data from the regression equation is small. Therefore, by obtaining such a regression equation (regression curve) for each nozzle, the flow trajectory of the molten steel discharged from the immersion nozzle can be estimated. In other words, if two tundishes are installed in each tundish, the distance from the center of each immersion nozzle to the mold wall is 1 / the width w of the casting cross section of the mold.
Therefore, by substituting x into (1/4) w into equation (2), the collision depth D can be obtained as the value of y at that time,
The collision angle θ can be calculated from the following equation (5).

θ=−tan-(dy/dx),(x=w/4) …(5) 第5図(a)及び(b)は、溶湯流量が3.65トン/分
の場合に、浸漬ノズルへのガス吹き込み量が溶湯の流動
軌跡に及ぼす影響を示すグラフ図であり、(a)は浸漬
ノズルの吐出口の傾斜角度が−15°の場合、(b)は−
35°の場合である。この図から明らかなように、ガス吹
き込み量が多くなると、衝突角度θが小さくなると共
に、衝突深さDが浅くなる。このため、前記(1)式か
ら明らかなように、ガス吹き込み量が多くなると、湯面
変動を現す変動指数Rが大きくなり、湯面変動が激しく
なることが推定される。換言すれば、ガス吹き込み量を
調節することにより、湯面変動を多少調整することもで
きる。
θ = -tan - (dy / dx ), (x = w / 4) ... (5) FIG. 5 (a) and (b), when the melt flow rate is 3.65 ton / min, the gas to the immersion nozzle It is a graph which shows the influence which a blowing amount gives to the flow path of a molten metal, (a) is the inclination angle of the discharge port of an immersion nozzle being -15 degrees, (b) is-.
This is the case of 35 °. As is clear from this figure, as the gas injection amount increases, the collision angle θ decreases and the collision depth D decreases. Therefore, as is clear from the above equation (1), it is estimated that when the gas injection amount increases, the fluctuation index R representing the fluctuation of the molten metal surface becomes large and the fluctuation of the molten metal surface becomes severe. In other words, the level fluctuation can be adjusted to some extent by adjusting the gas blowing amount.

次に、流速vの回帰式について説明する。浸漬ノズル
からの吐出流の流速vは下記(6)式で現すことができ
る。
Next, the regression equation of the flow velocity v will be described. The flow velocity v of the discharge flow from the immersion nozzle can be expressed by the following equation (6).

v={d+fQ/(60S)}L-k …(6) 但し、S;浸漬ノズル内断面積(m2) L;流動軌跡に沿う吐出口からの距離(m) k;浸漬ノズルの形状で決まる定数(0.4〜0.7) d,f;浸漬ノズルで決まる定数 但し、円形状の吐出口を有するプール型浸漬ノズルの
場合は、dが0.01703であり、fは0.09152である。
v = {d + fQ / (60S)} L -k (6) where S: inner cross sectional area of the immersion nozzle (m 2 ) L; distance from the discharge port along the flow path (m) k; in the shape of the immersion nozzle Constant (0.4 to 0.7) d, f; Constant determined by immersion nozzle However, in the case of a pool type immersion nozzle having a circular discharge port, d is 0.01703 and f is 0.09152.

θ=−tan-{dy/dx},x=w/2 …(7) この速度の回帰式も水モデル実験による観察結果によ
り求めることができる。第6図にこのようにして求めた
回帰式の曲線を水モデル実験により求めたデータと共に
示す。第6図から明らかなように、前記(6)式により
衝突速度vを求めることができる。
θ = -tan - {dy / dx }, x = w / 2 ... (7) regression equation of the speed can be determined by observation with water model experiment. The curve of the regression equation thus obtained is shown in FIG. 6 together with the data obtained by the water model experiment. As is clear from FIG. 6, the collision speed v can be obtained by the above equation (6).

以上のようにして、各鋳造条件因子を下に、衝突角度
θ、衝突深さD及び衝突速度vが求まる。そして、この
データを前記(1)式に代入すると、変動指数Rを算出
することができ、この変動指数Rの大小により鋳型内溶
鋼湯面の変動を推定することができる。第7図は、横軸
にこの変動指数Rをとり、縦軸に水モデル実験により求
められた湯面変動をとって、両者の関係を示すグラフ図
である。この図から明らかなように、変動指数Rと湯面
変動量との間には、極めて強い相関関係が存在し、鋳造
条件因子により決まる変動指数Rを下に、湯面変動量を
高精度で推定することができる。湯面変動量を1乃至7m
mの範囲にすることが鋳片品質上必要であるから、変動
指数Rは1乃至10の範囲、好ましくは2乃至7の範囲に
入ることが必要である。このため、鋳造すべき鋳片の断
面サイズが決まった後に、変動指数Rがこの所定の範囲
に入るように、浸漬ノズルを選択し、又は鋳造の溶鋼流
量等の鋳造因子を適宜選択する。
As described above, the collision angle θ, the collision depth D, and the collision velocity v can be obtained under each casting condition factor. Then, by substituting this data into the equation (1), the fluctuation index R can be calculated, and the fluctuation of the molten steel level in the mold can be estimated by the magnitude of the fluctuation index R. FIG. 7 is a graph showing the relationship between the fluctuation index R on the horizontal axis and the fluctuation of the molten metal level determined by the water model experiment on the vertical axis. As is clear from this figure, there is an extremely strong correlation between the fluctuation index R and the fluctuation amount of the molten metal surface, and the fluctuation amount R determined by the casting condition factor is lower and the fluctuation amount of the molten metal surface is highly accurate. Can be estimated. Fluctuation level 1 to 7m
Since it is necessary for the quality of the slab to be in the range of m, the variation index R must be in the range of 1 to 10, preferably 2 to 7. Therefore, after the cross-sectional size of the cast piece to be cast is determined, the dipping nozzle is selected or a casting factor such as the molten steel flow rate of casting is appropriately selected so that the fluctuation index R falls within this predetermined range.

[発明の効果] この発明によれば、連続鋳造において、鋳型内溶湯の
流動に起因する湯面変動を、溶湯流の運動量を含む変動
指数Rにより、高精度で推定することができる。このた
め、適宜の鋳造条件因子を修正することにより、この変
動指数Rが所定範囲に入るようにすることができ、その
結果、湯面変動を常に最適範囲内にすることができるか
ら、高品質の鋳片を製造することができる。
[Effects of the Invention] According to the present invention, in continuous casting, it is possible to highly accurately estimate the fluctuation of the molten metal surface caused by the flow of the molten metal in the mold, using the fluctuation index R including the momentum of the molten metal flow. Therefore, the variation index R can be made to fall within a predetermined range by modifying an appropriate casting condition factor, and as a result, the melt level variation can always be kept within the optimum range. Can be produced.

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

第1図は変動指数Rを説明する図、第2図及び第3図は
浸漬ノズルを示す断面図、第4(a)図乃至第4(c)
図は流動軌跡の回帰曲線の正当性を示すグラフ図、第5
図(a)及び第5図(b)は浸漬ノズルへのガス吹込み
の影響を示すグラフ図、第6図は速度の回帰曲線の正当
性を示す示すグラフ図、第7図は変動指数Rと湯面変動
との関係を示すグラフ図である。 1;浸漬ノズル、2;鋳型、3;溶鋼、4;スラグ
FIG. 1 is a diagram for explaining the fluctuation index R, FIGS. 2 and 3 are cross-sectional views showing an immersion nozzle, and FIGS. 4 (a) to 4 (c).
The figure is a graph showing the validity of the regression curve of the flow trajectory.
Figures (a) and (b) are graphs showing the effect of gas injection into the immersion nozzle, Fig. 6 is a graph showing the validity of the regression curve of velocity, and Fig. 7 is a fluctuation index R. It is a graph which shows the relationship between the molten metal level change. 1; Immersion nozzle, 2; Mold, 3; Molten steel, 4; Slag

フロントページの続き (72)発明者 沖本 一生 東京都千代田区丸の内1丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 北川 融 東京都千代田区丸の内1丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 手嶋 俊雄 東京都千代田区丸の内1丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内Front Page Continuation (72) Inventor Issei Issei Marunouchi 1-2-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Steel Tube Co., Ltd. (72) Inventor Toru Kitagawa 1-2-1 Marunouchi Chiyoda-ku, Tokyo In-house (72) Inventor Toshio Teshima 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Steel Pipe Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】溶湯容器から浸漬ノズルを介して鋳型内に
溶湯を注入する厚肉スラブ用連続鋳造における湯面変動
の制御方法において、浸漬ノズルからの溶湯の吐出流量
Qと、溶湯流が鋳型内壁に衝突する際の衝突速度v及び
衝突速度θと、並びに溶湯流が鋳型内壁に衝突する位置
の湯面からの衝突深さDと、の関数として下記数式
(1)を用いて求められる変動指数R(Q,v,θ,D)が1
乃至10の範囲に入るように、鋳造すべき鋳片の断面サイ
ズが決まった後に、浸漬ノズルの形状を選択し、浸漬ノ
ズルからの溶湯の吐出流量Qを制御し、浸漬ノズルへの
ガス吹き込み量を制御することを特徴とする連続鋳造に
おける湯面変動の制御方法。 R=ρQv(1−sinθ)/4D …(1) 但し、ρ:溶湯密度(kg/m3)、 Q:溶湯流量(m3/秒)、 v:溶湯の衝突速度、 θ:溶湯の衝突角度、 D:溶湯の衝突深さ(m)。
1. A method for controlling the level fluctuation of a molten metal in continuous casting for a thick slab in which the molten metal is injected from a molten metal container through a dipping nozzle into a mold, wherein the molten metal discharge flow rate Q from the dipping nozzle and the molten metal flow are Variations obtained using the following mathematical formula (1) as a function of the collision velocity v and the collision velocity θ when colliding with the inner wall, and the collision depth D from the molten metal surface where the molten metal collides with the mold inner wall. The index R (Q, v, θ, D) is 1
After the cross-sectional size of the cast piece to be cast is determined so that it falls within the range of 10 to 10, the shape of the immersion nozzle is selected, the discharge flow rate Q of the molten metal from the immersion nozzle is controlled, and the amount of gas blown into the immersion nozzle is controlled. A method for controlling fluctuations in molten metal surface in continuous casting, which is characterized by controlling the temperature. R = ρQv (1-sinθ) / 4D (1) where ρ: molten metal density (kg / m 3 ), Q: molten metal flow rate (m 3 / sec), v: molten metal collision speed, θ: molten metal collision Angle, D: Collision depth of molten metal (m).
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