JP7230597B2 - Pouring nozzle, twin roll type continuous casting apparatus, and method for producing thin cast slab - Google Patents
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Description
本発明は、一対の冷却ロールと一対のサイド堰によって形成された溶融金属プール部に溶融金属を供給し、前記冷却ロールの周面に凝固シェルを形成・成長させて、薄肉鋳片を製造する双ロール式連続鋳造装置において、前記溶融金属プール部に前記溶融金属を注湯する際に使用される注湯ノズル、及び、この注湯ノズルを備えた双ロール式連続鋳造装置、この注湯ノズルを用いた薄肉鋳片の製造方法に関するものである。 The present invention supplies molten metal to a molten metal pool formed by a pair of cooling rolls and a pair of side weirs, forms and grows a solidified shell on the peripheral surface of the cooling rolls, and manufactures thin cast slabs. A pouring nozzle used for pouring the molten metal into the molten metal pool in a twin-roll continuous casting apparatus, a twin-roll continuous casting apparatus equipped with the pouring nozzle, and the pouring nozzle It relates to a method for producing a thin cast slab using
金属の薄肉鋳片を製造する方法として、内部に水冷構造を有し、互いに逆方向に回転する一対の冷却ロールを備え、回転する一対の冷却ロールと一対のサイド堰によって形成された溶融金属プール部にタンディッシュから溶融金属を供給し、前記冷却ロールの外周面に凝固シェルを形成・成長させ、一対の冷却ロールの外周面にそれぞれ形成された凝固シェル同士をロールキス点で圧着して所定の厚さの薄肉鋳片を製造する双ロール式連続鋳造装置が提供されている。このような双ロール式連続鋳造装置は、各種金属において適用されている。 A molten metal pool formed by a pair of rotating cooling rolls and a pair of side weirs, which has a water-cooling structure inside and is provided with a pair of cooling rolls rotating in opposite directions, as a method for manufacturing a thin-walled cast piece of metal. Molten metal is supplied from a tundish to the part, a solidified shell is formed and grown on the outer peripheral surface of the cooling roll, and the solidified shells formed on the outer peripheral surface of the pair of cooling rolls are pressed against each other at roll kiss points to obtain a predetermined A twin roll continuous casting apparatus is provided for producing thick thin-walled billets. Such a twin roll type continuous casting apparatus is applied to various metals.
上述の双ロール式連続鋳造装置においては、得られた薄肉鋳片に対して直接圧延を行うため、幅方向の板厚が不均一となると、薄肉鋳片の表面割れや圧延時の蛇行等を引き起こすおそれがある。よって、連続鋳造を安定して実施するためには、幅方向の板厚が均一な薄肉鋳片を製造する必要がある。 In the twin-roll continuous casting machine described above, the obtained thin cast slab is directly rolled. may cause Therefore, in order to stably perform continuous casting, it is necessary to manufacture a thin cast slab having a uniform plate thickness in the width direction.
ここで、上述の双ロール式連続鋳造装置においては、一対の冷却ロール間に形成された溶融金属プール部が、冷却ロールの軸心に平行な方向(薄肉鋳片の幅方向)に延在する形状となる。
このため、注湯ノズルは、例えば特許文献1,2に示すように、冷却ロールの軸心に平行な方向(薄肉鋳片の幅方向)に沿った底面部を有する構造とされており、この底面部近傍に、溶融金属の吐出路が設けられている。
Here, in the twin-roll continuous casting apparatus described above, the molten metal pool portion formed between the pair of chill rolls extends in a direction parallel to the axis of the chill rolls (the width direction of the thin cast slab). shape.
For this reason, as shown in
ここで、特許文献1に記載された注湯ノズルにおいては、底面部近傍の側面に吐出孔が形成されており、タンディッシュから供給された溶融金属を、前記冷却ロールの外周面に向けて吐出するように構成されている。
一方、特許文献2に記載された注湯ノズルにおいては、底面部に吐出孔が形成されており、タンディッシュから供給された溶融金属を、鉛直方向下方側に向けて、吐出するように構成されている。
Here, in the pouring nozzle described in
On the other hand, in the pouring nozzle described in Patent Document 2, a discharge hole is formed in the bottom portion, and is configured to discharge the molten metal supplied from the tundish downward in the vertical direction. ing.
ここで、上述の双ロール式連続鋳造装置においては、直接数mmの板を製造するため、その後の圧下比を大きくすることができない。このことから、鋳造時の板厚分布が最終製品の板厚や形状に直結するため、鋳造時の板厚精度が重要である。
双ロール式連続鋳造装置において製造される薄肉鋳片の板厚変動の原因としては、以下の2つが挙げられる。
Here, in the twin roll type continuous casting apparatus described above, since a plate of several millimeters is directly manufactured, the reduction ratio after that cannot be increased. For this reason, the plate thickness distribution during casting is directly linked to the plate thickness and shape of the final product, so plate thickness accuracy during casting is important.
There are two causes for thickness variation of thin cast slabs produced in a twin-roll continuous casting apparatus.
(1)溶融金属を注湯した際に、ノズルからの吐出流がロールを駆け上がり溶融金属プール部の湯面高さが変動し、溶融金属と冷却ロールとの接触開始点(凝固開始点)が冷却ロールの幅方向で変化し、幅方向で板厚分布が生じる。
(2)溶融金属プールの温度低下により溶融金属プール内で等軸晶が生成し、等軸晶が沈降してロールキス点近傍で凝固シェル間に巻きこまれる。等軸晶が挟まれた場所は凝固シェル厚み+等軸晶厚みとなるため、幅方向で板厚分布が生じる。
(1) When the molten metal is poured, the discharge flow from the nozzle runs up the roll and the surface height of the molten metal pool fluctuates, and the contact start point (solidification start point) between the molten metal and the cooling roll. changes in the width direction of the chill roll, resulting in a thickness distribution in the width direction.
(2) Equiaxed grains are formed in the molten metal pool due to the temperature drop of the molten metal pool, and the equiaxed grains settle and are caught between the solidified shells near the roll kiss point. Since the thickness of the solidified shell and the thickness of the equiaxed crystals are equal to the thickness of the equiaxed crystals, a plate thickness distribution occurs in the width direction.
さらに、上述の双ロール式連続鋳造装置においては、溶融金属プール部の表面に酸化物からなるスカムが生じる。このスカムが凝固シェルに巻き込まれると、薄肉鋳片の表面清浄性が低下し、欠陥の原因となる。
また、鋳造中に凝固シェルに破れが生じると、溶融金属が漏れ出すおそれがあるため、鋳造を中止する必要があり、鋳造を安定して行うことができなくなる。
Furthermore, in the twin-roll continuous casting apparatus described above, scum composed of oxides is generated on the surface of the molten metal pool. If this scum is caught in the solidified shell, the surface cleanliness of the thin cast slab is lowered, causing defects.
Moreover, if the solidified shell breaks during casting, the molten metal may leak out, so casting must be stopped, and casting cannot be performed stably.
ここで、特許文献1に記載されたように、タンディッシュから供給された溶融金属を、前記冷却ロールの外周面に向けて吐出するように構成された注湯ノズルを用いた場合には、溶融金属プール部の表面に流動が生じ、スカムの巻き込みを抑制することができる。また、ロールキス点近傍に向けて溶融金属が吐出されないため、凝固シェル破れを抑制することができる。
しかしながら、冷却ロールの外周面に向けて吐出される溶融金属の吐出流の流量が多く、かつ、流速が速くなると、冷却ロールに衝突した溶融金属が冷却ロールの外周面に沿って駆け上がるため、湯面変動が生じやすくなり、かつ、ノズル下部で溶鋼が滞留して温度が低下し、等軸晶が発生しやすくなる。このため、板厚変動が生じるおそれがあった。
Here, as described in
However, when the molten metal discharged toward the outer peripheral surface of the cooling roll has a large flow rate and a high flow velocity, the molten metal that collides with the cooling roll runs up along the outer peripheral surface of the cooling roll. Fluctuations in the surface of the molten steel tend to occur, and molten steel stays in the lower part of the nozzle, lowering the temperature, and equiaxed grains tend to occur. For this reason, there was a possibility that plate thickness variation would occur.
一方、特許文献2に記載されたように、タンディッシュから供給された溶融金属を、鉛直方向下方側に向けて吐出するように構成された注湯ノズルを用いた場合には、湯面変動が生じにくく、かつ、等軸晶の生成も抑制でき、板厚変動の発生を抑制することが可能となる。
しかしながら、ロールキス点に向けて溶融金属が吐出されることになるため、溶融金属の吐出流の流量が多く、かつ、流速が速くなると、凝固シェル破れが生じ、安定して鋳造ができないおそれがあった。また、溶融金属プール部の湯面近傍の流動が不十分となり、溶融金属プール部の湯面に生成したスカムの巻き込みが生じるおそれがあった。
On the other hand, as described in Patent Document 2, when a pouring nozzle configured to discharge molten metal supplied from a tundish downward in the vertical direction is used, the molten metal surface fluctuates. In addition, it is possible to suppress the generation of equiaxed crystals, and to suppress the occurrence of plate thickness variation.
However, since the molten metal is discharged toward the roll kiss point, if the flow rate of the molten metal discharge flow is high and the flow velocity is high, the solidified shell may break and stable casting may not be possible. rice field. In addition, the flow near the surface of the molten metal pool becomes insufficient, and scum generated on the surface of the molten metal pool may be involved.
本発明は、前述した状況に鑑みてなされたものであって、板厚変動、スカムの巻き込み及び凝固シェル破れの発生を十分に抑制でき、高品質な薄肉鋳片を安定して鋳造することが可能な注湯ノズル、この注湯ノズルを備えた双ロール式連続鋳造装置、この注湯ノズルを用いた薄肉鋳片の製造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 circumstances described above, and is capable of sufficiently suppressing plate thickness variation, scum entrainment, and solidified shell breakage, and stably casting high-quality thin-walled slabs. It is an object of the present invention to provide a flexible pouring nozzle, a twin-roll continuous casting apparatus equipped with this pouring nozzle, and a method for producing a thin cast slab using this pouring nozzle.
上記課題を解決するために、本発明に係る注湯ノズルは、回転する一対の冷却ロールと一対のサイド堰によって形成された溶融金属プール部に溶融金属を供給し、前記冷却ロールの周面に凝固シェルを形成・成長させて薄肉鋳片を製造する双ロール式連続鋳造装置において、前記溶融金属プール部に前記溶融金属を注湯する注湯ノズルであって、前記溶融金属プール部に配置した際に、前記冷却ロールの軸心に平行な方向に沿って延在する底面部を有するノズル本体を備え、前記ノズル本体の少なくとも側面及び底面に前記溶融金属の吐出路が形成されており、前記吐出路は、前記冷却ロールの外周面に対向するように形成された横経路と、鉛直方向下方に向けて形成された縦経路と、を有し、前記ノズル本体の内部に整流部材が配設されており、前記整流部材に、前記横経路を構成する第1貫通孔と、前記縦経路を構成する第2貫通孔と、が形成されており、 前記第1貫通孔と前記第2貫通孔の断面積比により、前記横経路の総断面積Aと前記縦経路の断面積Bとの比A/Bが1以上9以下の範囲内とされていることを特徴としている。 In order to solve the above-mentioned problems, a pouring nozzle according to the present invention supplies molten metal to a molten metal pool portion formed by a pair of rotating cooling rolls and a pair of side weirs. In a twin-roll continuous casting apparatus for forming and growing a solidified shell to produce a thin cast strip, a pouring nozzle for pouring the molten metal into the molten metal pool, the pouring nozzle being disposed in the molten metal pool. a nozzle body having a bottom portion extending in a direction parallel to the axial center of the cooling roll, and a discharge path for the molten metal being formed on at least side surfaces and a bottom surface of the nozzle body ; The discharge path has a horizontal path formed to face the outer peripheral surface of the cooling roll and a vertical path formed downward in the vertical direction, and a straightening member is disposed inside the nozzle body. A first through hole forming the horizontal path and a second through hole forming the vertical path are formed in the straightening member, and the first through hole and the second through hole A ratio A/B between the total cross-sectional area A of the horizontal path and the cross-sectional area B of the vertical path is set within a range of 1 or more and 9 or less.
この構成の注湯ノズルによれば、溶融金属の吐出路が、冷却ロールの外周面に対向するように形成された横経路と、鉛直方向下方に向けて形成された縦経路と、を有しているので、溶融金属は、冷却ロールの外周面に向けて吐出されるとともに、鉛直方向下方側に向けて吐出されることになる。
そして、前記横経路の断面積Aと前記縦経路の断面積Bとの比A/Bが1以上9以下の範囲内とされているので、横経路から前記冷却ロールの外周面に向けて吐出される溶融金属の吐出流の流量及び流速が抑えられることになり、湯面変動の発生を抑制することが可能となる。また、鉛直方向下方に吐出することにより、ノズル直下での温度低下を抑制し、等軸晶の生成を抑制することが可能となる。これにより、板厚変動の発生を抑制することができる。
また、前記冷却ロールの外周面に向けて吐出される溶融金属の吐出流の流量及び流速が一定量確保されることになり、スカムの巻き込みを抑制することができる。
さらに、縦経路から鉛直方向下方側に向けて吐出される溶融金属の吐出流の流量及び流速が抑えられるので、凝固シェル破れの発生を抑制でき、安定して鋳造を行うことが可能となる。
According to the pouring nozzle of this configuration, the molten metal discharge path has a horizontal path formed to face the outer peripheral surface of the chill roll and a vertical path formed downward in the vertical direction. Therefore, the molten metal is discharged toward the outer peripheral surface of the chill roll and downward in the vertical direction.
Further, since the ratio A/B of the cross-sectional area A of the horizontal path to the cross-sectional area B of the vertical path is within the range of 1 or more and 9 or less, the liquid is discharged from the horizontal path toward the outer peripheral surface of the cooling roll. As a result, the flow rate and flow velocity of the discharged molten metal can be suppressed, and it is possible to suppress the occurrence of fluctuations in the molten metal surface. In addition, by ejecting vertically downward, it is possible to suppress the temperature drop immediately below the nozzle and suppress the formation of equiaxed crystals. As a result, it is possible to suppress the occurrence of plate thickness variations.
Further, a constant amount of flow rate and flow velocity of the molten metal discharged toward the outer peripheral surface of the cooling roll can be ensured, and entrainment of scum can be suppressed.
Furthermore, since the flow rate and flow velocity of the molten metal discharged downward from the vertical path can be suppressed, the occurrence of breakage of the solidified shell can be suppressed, and stable casting can be performed.
また、ノズル本体の内部に配設した整流部材に、前記横経路を構成する第1貫通孔と、前記縦経路を構成する第2貫通孔と、を形成し、前記第1貫通孔と前記第2貫通孔の断面積比により、前記横経路の断面積Aと前記縦経路の断面積Bとの比A/Bを1以上9以下の範囲内としているので、横経路から前記冷却ロールの外周面に向けて吐出される溶融金属の吐出流の流量及び流速、及び、縦経路から鉛直方向下方側に向けて吐出される溶融金属の吐出流の流量及び流速を抑えることが可能となる。 Further, a first through hole forming the horizontal path and a second through hole forming the vertical path are formed in a rectifying member disposed inside the nozzle body, and the first through hole and the second through hole are formed. 2 Due to the cross-sectional area ratio of the through-holes, the ratio A/B between the cross-sectional area A of the horizontal path and the cross-sectional area B of the vertical path is set within a range of 1 or more and 9 or less. It is possible to suppress the flow rate and flow velocity of the molten metal discharged toward the surface and the flow rate and flow velocity of the molten metal discharged downward in the vertical direction from the vertical path.
また、本発明の注湯ノズルは、回転する一対の冷却ロールと一対のサイド堰によって形成された溶融金属プール部に溶融金属を供給し、前記冷却ロールの周面に凝固シェルを形成・成長させて薄肉鋳片を製造する双ロール式連続鋳造装置において、前記溶融金属プール部に前記溶融金属を注湯する注湯ノズルであって、前記溶融金属プール部に配置した際に、前記冷却ロールの軸心に平行な方向に沿って延在する底面部を有するノズル本体を備え、前記ノズル本体の少なくとも側面及び底面に前記溶融金属の吐出路が形成されており、 前記吐出路は、前記冷却ロールの外周面に対向するように形成された横経路と、鉛直方向下方に向けて形成された縦経路と、を有し、前記ノズル本体の内部に、供給された前記溶融金属の圧力を均一化する圧損部材が配設されており、前記ノズル本体には、前記冷却ロールの外周面に対向するように開口された第1開口孔と鉛直方向下方に向けて開口した第2開口孔とが形成されており、前記第1開口孔と前記第2開口孔の断面積比により、前記横経路の総断面積Aと前記縦経路の断面積Bとの比A/Bが1以上9以下の範囲内とされていることを特徴としている。 Further, the molten metal pouring nozzle of the present invention supplies molten metal to a molten metal pool formed by a pair of rotating cooling rolls and a pair of side weirs to form and grow a solidified shell on the peripheral surface of the cooling rolls. In a twin-roll continuous casting apparatus for producing thin cast slabs, a pouring nozzle for pouring the molten metal into the molten metal pool portion is arranged in the molten metal pool portion. A nozzle body having a bottom portion extending in a direction parallel to an axis, and a discharge passage for the molten metal is formed on at least a side surface and a bottom surface of the nozzle body, and the discharge passage is formed by the cooling roll. and a vertical path formed downward in the vertical direction to equalize the pressure of the molten metal supplied to the inside of the nozzle body. The nozzle body has a first opening facing the outer peripheral surface of the cooling roll and a second opening facing downward in the vertical direction. A ratio A/B between the total cross-sectional area A of the horizontal path and the cross-sectional area B of the vertical path is in the range of 1 to 9 due to the cross-sectional area ratio of the first opening to the second opening. It is characterized by being inside.
この場合、ノズル本体の内部に配設した圧損部材によって、ノズル本体に供給された溶融金属の圧力を均一化することができる。よって、ノズル本体に設けられた第1開口孔と第2開口孔の断面積比を調整して、前記横経路の断面積Aと前記縦経路の断面積Bとの比A/Bを1以上9以下の範囲内とすることにより、横経路から前記冷却ロールの外周面に向けて吐出される溶融金属の吐出流の流量及び流速、及び、縦経路から鉛直方向下方側に向けて吐出される溶融金属の吐出流の流量及び流速を抑えることが可能となる。 In this case, the pressure loss member provided inside the nozzle body can equalize the pressure of the molten metal supplied to the nozzle body. Therefore, by adjusting the cross-sectional area ratio of the first opening hole and the second opening hole provided in the nozzle body, the ratio A/B of the cross-sectional area A of the horizontal path and the cross-sectional area B of the vertical path is 1 or more. 9 or less, the flow rate and flow velocity of the molten metal discharged from the horizontal path toward the outer peripheral surface of the cooling roll, and the molten metal discharged from the vertical path downward in the vertical direction. It becomes possible to suppress the flow rate and flow velocity of the molten metal discharge stream.
本発明の双ロール式連続鋳造装置は、回転する一対の冷却ロールと一対のサイド堰によって形成された溶融金属プール部に溶融金属を供給し、前記冷却ロールの周面に凝固シェルを形成・成長させて薄肉鋳片を製造する双ロール式連続鋳造装置であって、上述の注湯ノズルが、前記溶融金属プール部に配設されていることを特徴としている。 The twin-roll continuous casting apparatus of the present invention supplies molten metal to a molten metal pool formed by a pair of rotating cooling rolls and a pair of side weirs to form and grow a solidified shell on the peripheral surface of the cooling rolls. A twin-roll type continuous casting apparatus for producing thin-walled cast slabs, characterized in that the pouring nozzle described above is arranged in the molten metal pool portion.
この構成の双ロール式連続鋳造装置によれば、上述の注湯ノズルを用いているので、横経路から前記冷却ロールの外周面に向けて吐出される溶融金属の吐出流の流量及び流速、及び、縦経路から鉛直方向下方側に向けて吐出される溶融金属の吐出流の流量及び流速を抑えることができ、板厚変動、スカムの巻き込み及び凝固シェル破れの発生を十分に抑制でき、高品質な薄肉鋳片を安定して鋳造することができる。 According to the twin roll continuous casting apparatus of this configuration, since the above-described pouring nozzle is used, the flow rate and flow velocity of the molten metal discharged from the horizontal path toward the outer peripheral surface of the cooling roll, , the flow rate and flow velocity of the molten metal discharged vertically downward from the vertical path can be suppressed, and the occurrence of plate thickness fluctuation, scum entrainment, and solidified shell breakage can be sufficiently suppressed, resulting in high quality. It is possible to stably cast thin cast slabs.
ここで、本発明の双ロール式連続鋳造装置においては、前記注湯ノズルの前記横経路からの吐出幅W1と前記溶融金属プール部の前記冷却ロールの軸心に平行な方向長さW2との比W2/W1が1.3以上2.5以下の範囲内とされていることが好ましい。
この場合、前記注湯ノズルの前記横経路からの吐出幅W1と前記溶融金属プール部の前記冷却ロールの軸心に平行な方向長さW2との比W2/W1が1.3以上2.5以下の範囲内とされているので、前記冷却ロールの軸心に平行な方向に均一に溶融金属を吐出することができるとともに、溶融金属の吐出流の流量を十分に抑えることができる。
Here, in the twin roll type continuous casting apparatus of the present invention, the width W1 of the discharge from the horizontal path of the pouring nozzle and the length W2 of the molten metal pool portion in the direction parallel to the axis of the cooling roll are It is preferable that the ratio W2/W1 is within the range of 1.3 or more and 2.5 or less.
In this case, the ratio W2/W1 of the discharge width W1 of the pouring nozzle from the horizontal path to the length W2 of the molten metal pool portion in the direction parallel to the axis of the chill roll is 1.3 or more and 2.5. Since it is within the following range, the molten metal can be uniformly discharged in a direction parallel to the axial center of the cooling roll, and the flow rate of the discharged molten metal can be sufficiently suppressed.
本発明に係る薄肉鋳片の製造方法は、回転する一対の冷却ロールと一対のサイド堰によって形成された溶融金属プール部に溶融金属を供給し、前記冷却ロールの周面に凝固シェルを形成・成長させて薄肉鋳片を製造する薄肉鋳片の製造方法であって、上述の注湯ノズルを前記溶融金属プール部に配設し、前記注湯ノズルを用いて、前記溶融金属プール部に前記溶融金属を注湯することを特徴としている。 In the method for producing a thin cast strip according to the present invention, molten metal is supplied to a molten metal pool formed by a pair of rotating cooling rolls and a pair of side weirs, and a solidified shell is formed on the peripheral surface of the cooling rolls. A thin-walled cast piece manufacturing method for producing a thin-walled cast piece by growing a thin-walled cast piece, wherein the above-described pouring nozzle is disposed in the molten metal pool portion, and the molten metal pool portion is filled with the above-mentioned It is characterized by pouring molten metal.
この構成の薄肉鋳片の製造方法によれば、上述の注湯ノズルを用いているので、横経路から前記冷却ロールの外周面に向けて吐出される溶融金属の吐出流の流量及び流速、及び、縦経路から鉛直方向下方側に向けて吐出される溶融金属の吐出流の流量及び流速を抑えることができ、板厚変動、スカムの巻き込み及び凝固シェル破れの発生を十分に抑制でき、高品質な薄肉鋳片を安定して鋳造することができる。 According to the method for manufacturing a thin cast strip having this configuration, since the above-described pouring nozzle is used, the flow rate and flow velocity of the molten metal discharged from the horizontal path toward the outer peripheral surface of the cooling roll, and , the flow rate and flow velocity of the molten metal discharged vertically downward from the vertical path can be suppressed, and the occurrence of plate thickness fluctuation, scum entrainment, and solidified shell breakage can be sufficiently suppressed, resulting in high quality. It is possible to stably cast thin cast slabs.
ここで、本発明の薄肉鋳片の製造方法においては、前記注湯ノズルの前記横経路からの吐出幅W1と前記溶融金属プール部の前記冷却ロールの軸心に平行な方向長さW2との比W2/W1を1.3以上2.5以下の範囲内とすることが好ましい。
この場合、前記注湯ノズルの前記横経路からの吐出幅W1と前記溶融金属プール部の前記冷却ロールの軸心に平行な方向長さW2との比W2/W1が1.3以上2.5以下の範囲内とされているので、前記冷却ロールの軸心に平行な方向に均一に溶融金属を吐出することができるとともに、溶融金属の吐出流の流量を十分に抑えることができる。
Here, in the thin cast strip manufacturing method of the present invention, the width W1 of the discharge from the horizontal path of the pouring nozzle and the length W2 of the molten metal pool portion in the direction parallel to the axis of the cooling roll are It is preferable to set the ratio W2/W1 within the range of 1.3 to 2.5.
In this case, the ratio W2/W1 of the discharge width W1 of the pouring nozzle from the horizontal path to the length W2 of the molten metal pool portion in the direction parallel to the axis of the chill roll is 1.3 or more and 2.5. Since it is within the following range, the molten metal can be uniformly discharged in a direction parallel to the axial center of the cooling roll, and the flow rate of the discharged molten metal can be sufficiently suppressed.
上述のように、本発明によれば、板厚変動、スカムの巻き込み及び凝固シェル破れの発生を十分に抑制でき、高品質な薄肉鋳片を安定して鋳造することが可能な注湯ノズル、この注湯ノズルを備えた双ロール式連続鋳造装置、この注湯ノズルを用いた薄肉鋳片の製造方法を提供することができる。 As described above, according to the present invention, a pouring nozzle capable of sufficiently suppressing plate thickness variation, scum entrainment, and solidified shell breakage, and capable of stably casting high-quality thin-walled slabs, It is possible to provide a twin-roll continuous casting apparatus equipped with this pouring nozzle and a method for producing thin cast slabs using this pouring nozzle.
以下に、本発明の実施形態である注湯ノズル、及び、薄肉鋳片の製造方法について、添付した図面を参照して説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, the pouring nozzle which is embodiment of this invention, and the manufacturing method of a thin cast piece are demonstrated with reference to attached drawing. In addition, this invention is not limited to the following embodiment.
本実施形態では、溶融金属として溶鋼を用いており、鋼材からなる薄肉鋳片1を製造するものとされている。なお、鋼種としては、例えば、0.001~0.01%C極低炭鋼、0.02~0.05%C低炭鋼、0.06~0.4%C中炭鋼、0.5~1.2%C高炭鋼、SUS304鋼に代表されるオーステナイト系ステンレス鋼、SUS430鋼に代表されるフェライト系ステンレス鋼、3.0~3.5%Si方向性電磁鋼、0.1~6.5%Si無方向性電磁鋼等(なお、%は、質量%)が挙げられる。
また、本実施形態では、製造される薄肉鋳片1の幅が500mm以上2000mm以下の範囲内、厚さが1mm以上5mm以下の範囲内とされている。
また、本実施形態では、溶鋼流量が2.5kg/s以上35kg/s以下の範囲とされている。
In this embodiment, molten steel is used as the molten metal, and the
Further, in the present embodiment, the width of the
Further, in the present embodiment, the molten steel flow rate is in the range of 2.5 kg/s or more and 35 kg/s or less.
本実施形態である双ロール式連続鋳造装置10は、図1に示すように、一対の冷却ロール11、11と、薄肉鋳片1を曲げるベンダーロール12、12と、薄肉鋳片1を支持するピンチロール13、13と、一対の冷却ロール11、11の幅方向端部に配設されたサイド堰15と、これら一対の冷却ロール11、11とサイド堰15とによって画成された溶鋼プール部16に供給される溶鋼3を保持するタンディッシュ18と、このタンディッシュ18から溶鋼プール部16へと溶鋼3を供給する注湯ノズル20と、を備えている。
ここで、溶鋼プール部16の湯面の面積(上面視して冷却ロール11とサイド堰15とに囲まれた領域の面積)は、0.0035m3以上0.08m3以下の範囲内とされている。
As shown in FIG. 1, a twin roll
Here, the surface area of the molten steel pool portion 16 (the area of the region surrounded by the cooling rolls 11 and the
この双ロール式連続鋳造装置10においては、溶鋼3が回転する冷却ロール11,11に接触して冷却されることにより、冷却ロール11,11の周面の上で凝固シェル5、5が成長し、一対の冷却ロール11,11にそれぞれ形成された凝固シェル5、5同士がロールキス点で圧着されることによって、所定厚みの薄肉鋳片1が鋳造される。
In this twin-roll
そして、本実施形態である注湯ノズル20においては、図2(a)に示すように、ノズル本体21と、このノズル本体21の内部に挿入される内ノズル26と、を備えている。
内ノズル26は、図2(a)に示すように、管状をなしており、ノズル本体21の上部から挿入されている。なお、この内ノズル26においては、溶鋼の供給孔が底面部に形成されている場合、あるいは、下方の側壁部に形成されている場合がある。
The molten
The
ノズル本体21は、内ノズル26が挿入される上部開口部が設けられた上部領域21aと、溶鋼プール部16に配置した際に冷却ロール11の軸心に平行な方向に沿った底面形状を有する下部領域21bと、上部領域21aと下部領域21bとの連結する連結部21cと、を備えている。
この下部領域21bには、図2(a),(b)に示すように、側面に形成された第1開口孔22Aと、底面に形成された第2開口孔22Bと、が設けられている。
本実施形態においては、この第1開口孔22A及び第2開口孔22Bは、それぞれ下部領域21bの冷却ロール11の軸心に平行な方向に延在するスリット状に形成されている。
The
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
In this embodiment, the
なお、ノズル本体21及び内ノズル26は、使用に耐え得る十分な強度、耐熱性等を有する耐火物で構成されていることが好ましく、具体的には、CaO・ZrO2質,Al2O3,MgO,CaO,SiO2,ZrO2,SiC,C,BN等、あるいは、これらの混合物で構成することができる。
ノズル本体21及び内ノズル26の材質は、使用状況に応じて、適宜選択することが好ましい。例えば、鋳造する材質(鋼種)に対する反応性等を考慮して選択することになる。本実施形態では、ノズル本体21及び内ノズル26の材質は、アルミナグラファイト(Al2O3+C)とした。
The nozzle
Materials for the nozzle
そして、本実施形態である注湯ノズル20においては、上述のノズル本体21の下部領域21bの内部に、整流部材30が配置されている。本実施形態である整流部材30は、図3に示すように、側面視して底辺が上辺よりも小さい台形形状をなしている。
この整流部材30においては、高さ方向(図3においてZ方向)に延在して、整流部材30の下部側面に開口する第1貫通孔31と、整流部材30の厚さ方向(図3においてY方向)中央部において高さ方向(図3においてZ方向)に延在して、整流部材30の底面に開口する第2貫通孔32と、が設けられている。
In addition, in the pouring
In this rectifying
本実施形態では、図3に示すように、第1貫通孔31は、複数の貫通孔が整流部材30の幅方向(図3においてX方向)に並列するように配置されて構成されており、溶鋼3を幅方向に均一に吐出することが可能な構成されている。なお、貫通孔の孔径Dとピッチ(貫通孔中心間距離)Pの比P/Dを1.3以上2.5以下の範囲内とすることが好ましい。P/Dを1.3以上とすることで、整流部材30の強度を確保し易くなる。一方。P/Dを2.5以下とすることで、溶鋼3を均一に吐出し易くなる。
なお、第2貫通孔32は、図3に示すように、スリット状に形成されているが、前記のように貫通孔を形成してもよい。
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the first through
Although the second through
ここで、第1貫通孔31は、ノズル本体21の第1開口孔22Aに連通するように構成されており、第2貫通孔32は、ノズル本体21の第2開口孔22Bに連通するように構成されている。
このように、第1貫通孔31及び第1開口孔22Aにより、冷却ロール11の外周面に対向するように形成された横経路が形成され、第2貫通孔32及び第2開口孔22Bにより、鉛直方向下方に向けて形成された縦経路が形成され、これら横経路及び縦経路からなる吐出路により、溶鋼3が溶鋼プール部16へと供給されることになる。
Here, the first through
In this way, the first through
そして、溶鋼3の吐出路においては、横経路の断面積Aと縦経路の断面積Bとの比A/Bが1以上9以下の範囲内とされている。水モデル実験の結果、横経路の断面積Aと縦経路の断面積Bとの比A/Bが9超となると、横経路の吐出路からの流動が大きくなり、ロールへ駆け上がり、水面変動が生じた。また流動・伝熱の数値解析の結果、経路の断面積Aと縦経路の断面積Bとの比A/Bが1未満となると、ロールキス点での温度分布に大きな差が生じ、シェル破れが生じる危険性があることが分かった。
なお、横経路の断面積Aと縦経路の断面積Bとの比A/Bの下限は2以上であることが好ましく、3以上であることがさらに好ましい。また、横経路の断面積Aと縦経路の断面積Bとの比A/Bの上限は7以下であることが好ましく、5以下であることがさらに好ましい。
The ratio A/B between the cross-sectional area A of the horizontal path and the cross-sectional area B of the vertical path is in the range of 1 or more and 9 or less. As a result of the water model experiment, when the ratio A/B of the cross-sectional area A of the horizontal path and the cross-sectional area B of the vertical path exceeds 9, the flow from the discharge path of the horizontal path increases, runs up to the roll, and the water surface fluctuates. occurred. Further, as a result of numerical analysis of flow and heat transfer, when the ratio A/B of the cross-sectional area A of the path to the cross-sectional area B of the vertical path is less than 1, a large difference occurs in the temperature distribution at the roll kiss point, and the shell breaks. It was found that there was a risk of
The lower limit of the ratio A/B between the cross-sectional area A of the horizontal path and the cross-sectional area B of the vertical path is preferably 2 or more, more preferably 3 or more. The upper limit of the ratio A/B between the cross-sectional area A of the horizontal path and the cross-sectional area B of the vertical path is preferably 7 or less, more preferably 5 or less.
本実施形態では、上述のように、第1貫通孔31及び第1開口孔22Aにより横経路が形成され、第2貫通孔32及び第2開口孔22Bにより縦経路が形成されているので、第1貫通孔31と第2貫通孔32の断面積比により、横経路の断面積Aと縦経路の断面積Bとの比A/Bが1以上9以下の範囲内に調整されている。なお、第1貫通孔31の断面積は、第1貫通孔31を構成する複数の貫通孔の断面積の合計となる。
In this embodiment, as described above, the horizontal path is formed by the first through
なお、整流部材30は、使用に耐え得る十分な強度、耐熱性等を有する耐火物で構成されていることが好ましく、具体的には、CaO・ZrO2質,Al2O3,MgO,CaO,SiO2,ZrO2,SiC,C,BN等、あるいは、これらの混合物で構成することができる。
整流部材30の材質は、使用状況に応じて、適宜選択することが好ましい。例えば、鋳造する材質(鋼種)に対する反応性等を考慮して選択することになる。本実施形態では、整流部材30をCaO・ZrO2質で構成した。
The rectifying
It is preferable to appropriately select the material of the rectifying
そして、本実施形態である双ロール式連続鋳造装置10においては、上述の注湯ノズル20が、溶鋼プール部16に配設されており、注湯ノズル20の横経路からの吐出幅W1(本実施形態では、第1開口孔22Aの開口幅)と溶鋼プール部16における冷却ロール11の軸心に平行な方向長さW2(すなわち、薄肉鋳片1の幅)との比W2/W1が1.3以上2.5以下の範囲内とされている。水モデル実験の結果、横経路からの吐出幅W1と冷却ロール11の軸心に平行な方向長さW2との比W2/W1が1.3未満となると、横方向吐出路からの流動が均一にならず、スカムの流動が阻害され、スカム巻き込みが生じた。また横経路からの吐出幅W1と冷却ロール11の軸心に平行な方向長さW2との比W2/W1が2.5超となると、横経路からの吐出流量が多くなり、経路の吐出路からの流動が大きくなり、ロールへ駆け上がり、水面変動が生じた。
なお、注湯ノズル20の横経路からの吐出幅W1と溶鋼プール部16における冷却ロール11の軸心に平行な方向長さW2との比W2/W1の下限は2以上であることが好ましく、3以上であることがさらに好ましい。また、注湯ノズル20の横経路からの吐出幅W1と溶鋼プール部16における冷却ロール11の軸心に平行な方向長さW2との比W2/W1の上限は7以下であることが好ましく、5以下であることがさらに好ましい。
In the twin-roll
The lower limit of the ratio W2/W1 between the discharge width W1 from the horizontal path of the pouring
次に、上述した双ロール式連続鋳造装置10を用いた本実施形態である薄肉鋳片の製造方法について説明する。
Next, a description will be given of a method for producing thin cast slabs according to the present embodiment using the twin roll
一対の冷却ロール11、11とサイド堰15によって形成された溶鋼プール部16に、タンディッシュ18から注湯ノズル20を介して溶鋼3を供給するとともに、一対の冷却ロール11、11を回転方向Rに向けて、すなわち、一対の冷却ロール11、11同士が近接する領域が薄肉鋳片1の引抜方向(図1においては下方向)に向かうように、それぞれの冷却ロール11、11を回転させる。
すると、冷却ロール11の周面には、凝固シェル5が形成される。そして、冷却ロール11の周面の上で凝固シェル5が成長し、一対の冷却ロール11、11にそれぞれ形成された凝固シェル5、5同士がロールキス点で圧着されることにより、所定厚みの薄肉鋳片1が鋳造される。
Then, a solidified
ここで、本実施形態においては、タンディッシュ18から内ノズル26を介してノズル本体21内に溶鋼3が供給される。
そして、整流部材30の第1貫通孔31及びノズル本体21に設けられた第1開口孔22Aによって構成された横経路を介して、溶鋼3が冷却ロール11の外周面に向けて吐出されるとともに、整流部材30の第2貫通孔32及びノズル本体21に設けられた第2開口孔22Bによって構成された縦経路を介して、溶鋼3が鉛直方向下方側に向けて吐出されることになる。
Here, in this embodiment, the
Then, the
以上のような構成とされた本実施形態である注湯ノズル20によれば、第1貫通孔31及び第1開口孔22Aによって構成された横経路の断面積Aと、第2貫通孔32及び第2開口孔22Bによって構成された縦経路の断面積Bとの比A/Bが1以上9以下の範囲内とされている。横経路の断面積Aと縦経路の断面積Bとの比A/Bが9以下とされているので、横経路から冷却ロール11の外周面に向けて吐出される溶鋼3の吐出流の流量及び流速が抑えられることになり、溶融金属のロールへの駆け上がりを抑え、湯面変動の発生を抑制できる。また、縦方向からの吐出流によりノズル直下の温度を等軸晶の発生を抑制することが可能となる。これにより、製出される薄肉鋳片1の板厚変動を抑制することができる。また、横経路の断面積Aと縦経路の断面積Bとの比A/Bが1以上のため高温の溶融金属による薄い凝固シェル破りを防止することができる。また、冷却ロール11の外周面に向けて吐出される溶鋼3の吐出流の流量及び流速が一定量確保されることになり、湯面近傍において溶鋼3の流動が確保され、スカムの巻き込みを抑制することができる。
According to the pouring
さらに、本実施形態においては、ノズル本体21の内部に整流部材30が配設されており、整流部材30に、横経路を構成する第1貫通孔31と、縦経路を構成する第2貫通孔32と、が形成されており、第1貫通孔31と第2貫通孔32の断面積比により、横経路の断面積Aと縦経路の断面積Bとの比A/Bが9以下とされているので、横経路から冷却ロール11の外周面に向けて吐出される溶鋼3の吐出流の流量及び流速が抑えられることになり、溶融金属のロールへの駆け上がりを抑え、湯面変動の発生を抑制できる。また、縦方向からの吐出流によりノズル直下の温度を等軸晶の発生を抑制することが可能となる。これにより、製出される薄肉鋳片1の板厚変動を抑制することができる。また、横経路の断面積Aと縦経路の断面積Bとの比A/Bが1以上のため高温の溶融金属による薄い凝固シェル破りを防止することができる。また、冷却ロール11の外周面に向けて吐出される溶鋼3の吐出流の流量及び流速が一定量確保されることになり、湯面近傍において溶鋼3の流動が確保され、スカムの巻き込みを抑制することができる。
Further, in the present embodiment, a rectifying
さらに、本実施形態である双ロール式連続鋳造装置10、及び、薄肉鋳片1の製造方法によれば、上述の注湯ノズル20を用いているので、横経路から冷却ロール11の外周面に向けて吐出される溶鋼3の吐出流の流量及び流速、及び、縦経路から鉛直方向下方側に向けて吐出される溶鋼3の吐出流の流量及び流速を抑えることができ、板厚変動、スカムの巻き込み及び凝固シェル破れの発生を十分に抑制でき、高品質な薄肉鋳片1を安定して鋳造することができる。
Furthermore, according to the twin-roll
また、本実施形態である双ロール式連続鋳造装置10、及び、薄肉鋳片1の製造方法において、注湯ノズル20の横経路からの吐出幅W1と溶鋼プール部16における冷却ロール11の軸心に平行な方向長さW2との比W2/W1が1.3以上2.5以下の範囲内とされている場合には、冷却ロール11の軸心に平行な方向に均一に溶融金属を吐出することができるとともに、溶鋼3の吐出流の流量を十分に抑えることができる。
Further, in the twin-roll
以上、本発明の実施形態である整流部材、注湯ノズル、双ロール式連続鋳造装置、薄肉鋳片の製造方法、について具体的に説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施形態では、図1に示すように、ベンダーロール及びピンチロールを配設した双ロール式連続鋳造装置を例に挙げて説明したが、これらのロール等の配置に限定はなく、適宜設計変更してもよい。
Although the straightening member, the pouring nozzle, the twin-roll continuous casting apparatus, and the method for producing thin cast slabs, which are embodiments of the present invention, have been specifically described above, the present invention is not limited to these. It can be changed as appropriate without departing from the technical idea of the invention.
For example, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, a twin-roll continuous casting apparatus in which bender rolls and pinch rolls are arranged has been described as an example. You can change the design.
また、本実施形態である注湯ノズルにおいては、ノズル本体の内部に整流部材が配設され、この整流部材に形成された第1貫通孔及び第2貫通孔の断面積比により、横経路の断面積Aと縦経路の断面積Bとの比A/Bを1以上9以下の範囲内とするものとして説明したが、これに限定されることはなく、図4に示す注湯ノズル120のように、ノズル本体121の内部に、供給された溶鋼3の圧力を均一化する圧損部材130が配設され、ノズル本体121に形成された冷却ロール11の外周面に対向するように開口された第1開口孔122Aと鉛直方向下方に向けて開口した第2開口孔122Bの断面積比により、横経路の断面積Aと縦経路の断面積Bとの比A/Bを1以上9以下の範囲内としてもよい。
In addition, in the pouring nozzle of the present embodiment, the rectifying member is arranged inside the nozzle body, and the cross-sectional area ratio of the first through hole and the second through hole formed in this rectifying member allows the horizontal path Although the ratio A/B between the cross-sectional area A and the cross-sectional area B of the vertical path has been described as being in the range of 1 to 9, it is not limited to this, and the pouring
図4に示す注湯ノズル120によれば、ノズル本体121の内部に配設した圧損部材130によって、ノズル本体121に供給された溶鋼3の圧力を均一化することが可能となる。そして、ノズル本体121に形成された第1開口孔122Aと第2開口孔122Bの断面積比を調整して横経路の断面積Aと縦経路の断面積Bとの比A/Bが9以下とされているので、横経路から冷却ロール11の外周面に向けて吐出される溶鋼3の吐出流の流量及び流速が抑えられることになり、溶融金属のロールへの駆け上がりを抑え、湯面変動の発生を抑制できる。また、縦方向からの吐出流によりノズル直下の温度を等軸晶の発生を抑制することが可能となる。これにより、製出される薄肉鋳片1の板厚変動を抑制することができる。また、横経路の断面積Aと縦経路の断面積Bとの比A/Bが1以上のため高温の溶融金属による薄い凝固シェル破りを防止することができる。また、冷却ロール11の外周面に向けて吐出される溶鋼3の吐出流の流量及び流速が一定量確保されることになり、湯面近傍において溶鋼3の流動が確保され、スカムの巻き込みを抑制することができる。
According to the pouring
なお、圧損部材130としては、フィルターとして使用される多孔質耐火物等を用いることができる。なお、多孔質耐火物としては、例えば、1インチ当たりの孔数が6個以上20個以下のものを使用することが好ましい。
また、圧損部材130は、使用に耐え得る十分な強度、耐熱性等を有する耐火物で構成されていることが好ましく、具体的には、CaO・ZrO2質,Al2O3,MgO,CaO,SiO2,ZrO2,SiC,C,BN等、あるいは、これらの混合物で構成することができる。
圧損部材130の材質は、使用状況に応じて、適宜選択することが好ましい。例えば、鋳造する材質(鋼種)に対する反応性等を考慮して選択することになる。
As the
Moreover, the
It is preferable to appropriately select the material of the
また、ノズル本体の幅方向端面にサイド吐出孔が形成されていてもよい。このサイド吐出孔を形成することで、溶融金属の吐出流によってサイド堰を保温することが可能となる。なお、このサイド吐出孔の断面積は、横経路及び縦経路の断面積に比べて非常に小さく、例えば、横経路及び縦経路の断面積合計の10%以下とされている。このため、横経路及び縦経路からの溶融金属の吐出状況に特に影響を与えない。 Also, side discharge holes may be formed in the width direction end face of the nozzle body. By forming this side discharge hole, it becomes possible to insulate the side dam by the discharge flow of the molten metal. The cross-sectional area of the side discharge hole is much smaller than the cross-sectional areas of the horizontal and vertical paths, and is, for example, 10% or less of the total cross-sectional area of the horizontal and vertical paths. Therefore, there is no particular influence on the state of ejection of molten metal from the horizontal and vertical paths.
以下に、本発明の効果を確認すべく、実施した実験結果について説明する。
図1に示す双ロール式連続鋳造装置を用いて、下記の条件で、アルミ脱酸鋼(Fe-0.001質量%C-0.01質量%Si-0.15質量%Mn-0.008質量%P-0.005質量%S-0.03質量%Al)の薄肉鋳片を製造した。
タンディッシュ容量:5t
冷却ロールの直径:1200mm
鋳造幅:800mm
鋳造雰囲気:Ar
鋳片厚み:2.0mm
鋳片幅:800mm
単位時間当たりの鋳造量:1.1t/分
The results of experiments conducted to confirm the effects of the present invention will be described below.
Using the twin-roll continuous casting apparatus shown in FIG. % P--0.005% S--0.03% Al) thin-walled slabs were produced.
Tundish capacity: 5t
Cooling roll diameter: 1200mm
Casting width: 800mm
Casting atmosphere: Ar
Slab thickness: 2.0 mm
Slab width: 800mm
Casting amount per unit time: 1.1t/min
ここで、注湯ノズルとして、表1に示す構造のものを用いた。なお、表1において、方式の欄に、「整流部材」と記載されたものは図2に示す構造の注湯ノズルであり、「圧損部材」と記載されたものは図4に示す構造の注湯ノズルとなる。また、注湯ノズルの横経路の吐出幅W1は、表2に記載のとおりとした。
そして、鋳造実験の結果、鋳造性、板厚精度、鋳片の表面清浄性を、以下のようにして評価した。
Here, as a pouring nozzle, one having the structure shown in Table 1 was used. In Table 1, in the column of method, the item described as "rectifying member" is the pouring nozzle having the structure shown in FIG. 2, and the item described as "pressure loss member" is the note of the structure shown in FIG. It becomes a hot water nozzle. Also, the discharge width W1 of the horizontal path of the pouring nozzle was set as shown in Table 2.
As a result of the casting experiment, the castability, plate thickness accuracy, and slab surface cleanliness were evaluated as follows.
(鋳造性)
鋳造予定量を4.5tとし、鋳片破断により、鋳造を中止した場合を「×」とし、鋳造予定量を鋳造できた場合を「〇」とした。評価結果を表2に示す。
(Castability)
The planned casting amount was set to 4.5 tons, and the case where casting was stopped due to slab breakage was indicated as "x", and the case where the planned casting amount was able to be cast was indicated as "o". Table 2 shows the evaluation results.
(板厚精度)
鋳造開始から4分後の位置の薄肉鋳片の板幅方向の板厚を、マイクロメータを用いて10mmピッチで測定し、最大板厚と最小板厚の板厚差を平均板厚で割った指標である鋳片板厚変動率が10%を超えたものを板厚精度「×」、鋳片板厚変動率が5%超え10%以下のものを板厚精度「△」、鋳片板厚変動率が5%以下のものを板厚精度「〇」と評価した。評価結果を表2に示す。
(thickness accuracy)
The plate thickness in the plate width direction of the thin cast slab at the position 4 minutes after the start of casting was measured at a pitch of 10 mm using a micrometer, and the plate thickness difference between the maximum plate thickness and the minimum plate thickness was divided by the average plate thickness. The thickness accuracy is "×" when the slab thickness variation rate, which is an index, exceeds 10%, the thickness accuracy is "△" when the slab thickness variation rate exceeds 5% and is 10% or less, and the slab plate A plate thickness accuracy of 5% or less was evaluated as “◯”. Table 2 shows the evaluation results.
(鋳片の表面清浄性)
鋳造開始から4分後の位置の薄肉鋳片の板幅方向の表面欠陥数を調査し、表面欠陥が7個を超える場合を表面清浄性「×」、3個超7個以下の場合を表面清浄性「△」、3個以下の場合を表面清浄性「〇」と評価した。評価結果を表2に示す。
(Slab surface cleanliness)
Investigate the number of surface defects in the plate width direction of the thin cast slab at the position 4 minutes after the start of casting. Detergency was evaluated as “Δ”, and surface cleanliness was evaluated as “◯” when there were 3 or less. Table 2 shows the evaluation results.
縦経路が形成されず、横経路のみが形成された比較例1においては、板厚精度が「×」となった。冷却ロールの外周面に向けて吐出される溶鋼の吐出流の流量が多く、かつ、流速が速くなり、冷却ロールに衝突した溶鋼が冷却ロールの外周面に沿って駆け上がって湯面変動が生じたため、及び、ノズル直下で溶鋼が滞留し、溶鋼温度が低下し、等軸晶が発生したためと推測される。 In Comparative Example 1 in which no vertical path was formed and only a horizontal path was formed, the plate thickness accuracy was "x". The molten steel discharged toward the outer peripheral surface of the chill roll has a large flow rate and a high flow velocity, and the molten steel that collides with the chill roll runs up along the outer peripheral surface of the chill roll, causing fluctuations in the surface of the molten steel. It is presumed that this is because the molten steel stays directly under the nozzle, the temperature of the molten steel decreases, and equiaxed grains are generated.
横経路が形成されず、縦経路のみが形成された比較例4においては、鋳造予定量を鋳造できず、鋳造を中止した。鉛直方向下方側(ロールキス点側)に向けて吐出される溶鋼の吐出流の流量が多く、かつ、流速が速くなり、凝固シェル破れが生じたためと推測される。なお、鋳造を中止したことから、板厚精度及び表面清浄性については評価しなかった。 In Comparative Example 4 in which no horizontal passage was formed and only a vertical passage was formed, casting was stopped because the planned casting amount could not be cast. It is presumed that this is because the flow rate of the molten steel discharged downward in the vertical direction (roll kiss point side) was large and the flow velocity was increased, causing the breakage of the solidified shell. Since casting was discontinued, plate thickness accuracy and surface cleanliness were not evaluated.
横経路の断面積Aと縦経路の断面積Bとの比A/Bが9を超える比較例2,5においては、板厚精度が「×」となった。冷却ロールの外周面に向けて吐出される溶鋼の吐出流の流量が多く、かつ、流速が速くなり、冷却ロールに衝突した溶鋼が冷却ロールの外周面に沿って駆け上がって湯面変動が生じたため、及び、ノズル直下で溶鋼が滞留し、溶鋼温度が低下し、等軸晶が発生したためと推測される。 In Comparative Examples 2 and 5 in which the ratio A/B of the cross-sectional area A of the horizontal path to the cross-sectional area B of the vertical path exceeded 9, the plate thickness accuracy was "x". The molten steel discharged toward the outer peripheral surface of the chill roll has a large flow rate and a high flow velocity, and the molten steel that collides with the chill roll runs up along the outer peripheral surface of the chill roll, causing fluctuations in the surface of the molten steel. It is presumed that this is because the molten steel stays directly under the nozzle, the temperature of the molten steel decreases, and equiaxed grains are generated.
横経路の断面積Aと縦経路の断面積Bとの比A/Bが1未満である比較例3,6においては、鋳造予定量を鋳造できず、鋳造を中止した。鉛直方向下方側(ロールキス点側)に向けて吐出される溶鋼の吐出流の流量が多く、かつ、流速が速くなり、凝固シェル破れが生じたためと推測される。なお、鋳造を中止したことから、板厚精度及び表面清浄性については評価しなかった。 In Comparative Examples 3 and 6, in which the ratio A/B of the cross-sectional area A of the horizontal path to the cross-sectional area B of the vertical path was less than 1, the expected casting amount could not be cast, and the casting was stopped. It is presumed that this is because the flow rate of the molten steel discharged downward in the vertical direction (roll kiss point side) was large and the flow velocity was increased, causing the breakage of the solidified shell. Since casting was discontinued, plate thickness accuracy and surface cleanliness were not evaluated.
これに対して、横経路の断面積Aと縦経路の断面積Bとの比A/Bが1以上9以下の範囲内とされ、注湯ノズルの横経路からの吐出幅W1と溶鋼プール部の冷却ロールの軸心に平行な方向長さW2との比W2/W1が1.3未満とされた本発明例13,15においては、表面清浄性が「△」となったが、品質上問題ない範囲であり、鋳造性、板厚精度は良好であった。溶鋼プール部のおける溶鋼流動が不十分となり、スカムを巻き込んだためと推測される。 On the other hand, the ratio A/B of the cross-sectional area A of the horizontal path to the cross-sectional area B of the vertical path is set within the range of 1 or more and 9 or less, and the discharge width W1 from the horizontal path of the pouring nozzle and the molten steel pool portion In Examples 13 and 15 of the present invention, in which the ratio W2/W1 of the length W2 in the direction parallel to the axial center of the cooling roll was less than 1.3, the surface cleanliness was "Δ", but in terms of quality It was within the range of no problem, and the castability and plate thickness accuracy were good. It is presumed that the molten steel flow in the molten steel pool was insufficient and scum was involved.
横経路の断面積Aと縦経路の断面積Bとの比A/Bが1以上9以下の範囲内とされ、注湯ノズルの横経路からの吐出幅W1と溶鋼プール部の冷却ロールの軸心に平行な方向長さW2との比W2/W1が2.5を超える本発明例14,16においては、板厚精度が「△」となったが、品質上問題ない範囲であり、鋳造性、表面清浄性は良好であった。冷却ロールの外周面に向けて吐出される溶鋼の吐出流の流量が多く、かつ、流速が速くなり、冷却ロールに衝突した溶鋼が冷却ロールの外周面に沿って駆け上がって湯面変動が生じたためと推測される。 The ratio A/B of the cross-sectional area A of the horizontal path to the cross-sectional area B of the vertical path is set within the range of 1 or more and 9 or less, and the discharge width W1 from the horizontal path of the pouring nozzle and the axis of the cooling roll of the molten steel pool portion In Examples 14 and 16 of the present invention, in which the ratio W2/W1 of the length W2 in the direction parallel to the center exceeds 2.5, the plate thickness accuracy was "Δ", but it is within the range of no problem in terms of quality. The properties and surface cleanability were good. The molten steel discharged toward the outer peripheral surface of the chill roll has a large flow rate and a high flow velocity, and the molten steel that collides with the chill roll runs up along the outer peripheral surface of the chill roll, causing fluctuations in the surface of the molten steel. presumed to be because
また、本発明例1~12においては、横経路の断面積Aと縦経路の断面積Bとの比A/Bが1以上9以下の範囲内とされるとともに、注湯ノズルの横経路からの吐出幅W1と溶鋼プール部の冷却ロールの軸心に平行な方向長さW2との比W2/W1が1.3以上2.5以下の範囲内とされており、鋳造性、板厚精度、表面清浄がいずれも良好であり、高品質な薄肉鋳片を安定して鋳造することができた。 In addition, in Examples 1 to 12 of the present invention, the ratio A/B of the cross-sectional area A of the horizontal path to the cross-sectional area B of the vertical path is within the range of 1 or more and 9 or less, and from the horizontal path of the pouring nozzle The ratio W2/W1 of the discharge width W1 of the molten steel pool and the length W2 in the direction parallel to the axial center of the cooling roll in the molten steel pool is set to be within the range of 1.3 or more and 2.5 or less, and castability and plate thickness accuracy , the surface cleanliness was good, and high-quality thin-walled slabs could be stably cast.
以上の結果から、本発明例によれば、板厚変動、スカムの巻き込み及び凝固シェル破れの発生を十分に抑制でき、高品質な薄肉鋳片を安定して鋳造することが可能であることが確認された。 From the above results, according to the example of the present invention, it is possible to sufficiently suppress the occurrence of sheet thickness fluctuation, scum entrainment, and solidified shell breakage, and to stably cast a high-quality thin cast slab. confirmed.
1 薄肉鋳片
3 溶鋼(溶融金属)
10 双ロール式連続鋳造装置
11 冷却ロール
16 溶鋼プール部(溶融金属プール部)
20,120 注湯ノズル
21,121 ノズル本体
22A,122A 第1開口孔
22B,122B 第2開口孔
30 整流部材
31 第1貫通孔
32 第2貫通孔
130 圧損部材
1
10 twin roll type
20, 120 pouring
Claims (6)
前記溶融金属プール部に配置した際に、前記冷却ロールの軸心に平行な方向に沿って延在する底面部を有するノズル本体を備え、前記ノズル本体の少なくとも側面及び底面に前記溶融金属の吐出路が形成されており、
前記吐出路は、前記冷却ロールの外周面に対向するように形成された横経路と、鉛直方向下方に向けて形成された縦経路と、を有し、
前記ノズル本体の内部に整流部材が配設されており、前記整流部材に、前記横経路を構成する第1貫通孔と、前記縦経路を構成する第2貫通孔と、が形成されており、
前記第1貫通孔と前記第2貫通孔の断面積比により、前記横経路の総断面積Aと前記縦経路の断面積Bとの比A/Bが1以上9以下の範囲内とされていることを特徴とする注湯ノズル。 A twin roll type in which molten metal is supplied to a molten metal pool formed by a pair of rotating cooling rolls and a pair of side weirs, and a solidified shell is formed and grown on the peripheral surface of the cooling rolls to produce thin cast slabs. In a continuous casting apparatus, a pouring nozzle for pouring the molten metal into the molten metal pool,
A nozzle body having a bottom portion extending in a direction parallel to the axial center of the cooling roll when placed in the molten metal pool portion, wherein the molten metal is discharged onto at least side surfaces and a bottom surface of the nozzle body. a road is formed,
The discharge path has a horizontal path formed to face the outer peripheral surface of the cooling roll and a vertical path formed downward in the vertical direction,
A rectifying member is disposed inside the nozzle body, and the rectifying member is formed with a first through hole that constitutes the horizontal path and a second through hole that constitutes the vertical path,
A ratio A/B between the total cross-sectional area A of the horizontal path and the cross-sectional area B of the vertical path is set within a range of 1 or more and 9 or less, depending on the cross-sectional area ratio of the first through hole and the second through hole. A pouring nozzle characterized by:
前記溶融金属プール部に配置した際に、前記冷却ロールの軸心に平行な方向に沿って延在する底面部を有するノズル本体を備え、前記ノズル本体の少なくとも側面及び底面に前記溶融金属の吐出路が形成されており、
前記吐出路は、前記冷却ロールの外周面に対向するように形成された横経路と、鉛直方向下方に向けて形成された縦経路と、を有し、
前記ノズル本体の内部に、供給された前記溶融金属の圧力を均一化する圧損部材が配設されており、前記ノズル本体には、前記冷却ロールの外周面に対向するように開口された第1開口孔と鉛直方向下方に向けて開口した第2開口孔とが形成されており、
前記第1開口孔と前記第2開口孔の断面積比により、前記横経路の総断面積Aと前記縦経路の断面積Bとの比A/Bが1以上9以下の範囲内とされていることを特徴とする注湯ノズル。 A twin roll type in which molten metal is supplied to a molten metal pool formed by a pair of rotating cooling rolls and a pair of side weirs, and a solidified shell is formed and grown on the peripheral surface of the cooling rolls to produce thin cast slabs. In a continuous casting apparatus, a pouring nozzle for pouring the molten metal into the molten metal pool,
A nozzle body having a bottom portion extending in a direction parallel to the axial center of the cooling roll when placed in the molten metal pool portion, wherein the molten metal is discharged onto at least side surfaces and a bottom surface of the nozzle body. a road is formed,
The discharge path has a horizontal path formed to face the outer peripheral surface of the cooling roll and a vertical path formed downward in the vertical direction,
A pressure loss member for equalizing the pressure of the supplied molten metal is disposed inside the nozzle body, and the nozzle body has a first opening facing the outer peripheral surface of the cooling roll An opening hole and a second opening hole that opens downward in the vertical direction are formed,
A ratio A/B between the total cross-sectional area A of the horizontal path and the cross-sectional area B of the vertical path is set within a range of 1 or more and 9 or less, depending on the cross-sectional area ratio of the first opening hole and the second opening hole. A pouring nozzle characterized by:
請求項1または請求項2に記載の注湯ノズルが、前記溶融金属プール部に配設されていることを特徴とする双ロール式連続鋳造装置。 A twin roll type in which molten metal is supplied to a molten metal pool formed by a pair of rotating cooling rolls and a pair of side weirs, and a solidified shell is formed and grown on the peripheral surface of the cooling rolls to produce thin cast slabs. A continuous casting apparatus,
3. A twin roll continuous casting apparatus, wherein the pouring nozzle according to claim 1 is arranged in the molten metal pool portion.
請求項1または請求項2に記載の注湯ノズルを前記溶融金属プール部に配設し、前記注湯ノズルを用いて、前記溶融金属プール部に前記溶融金属を注湯することを特徴とする薄肉鋳片の製造方法。 A thin cast slab is produced by supplying molten metal to a molten metal pool formed by a pair of rotating cooling rolls and a pair of side weirs to form and grow a solidified shell on the peripheral surface of the cooling rolls. A manufacturing method of
The pouring nozzle according to claim 1 or claim 2 is disposed in the molten metal pool portion, and the molten metal is poured into the molten metal pool portion using the pouring nozzle. A method for producing thin-walled cast slabs.
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